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国内首个“量子安全”白皮书发布 我国“量子+”产业生态加速构建

发布时间:2020-12-16
文章来源:四川省科技成果评价服务
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摘要:量子科技是我国处于国际领先地位的技术领域,近年来科研成果不断涌现,已经成为国家科技强国的重点支撑。2020年10月16日,中央政治局就量子科技研究和应用前景举行第二十四次集体学习,习近平总书记强调“要充分认识推动量子科技发展的重要性和紧迫性,加强量子科技发展战略谋划和系 ...

量子科技是我国处于国际领先地位的技术领域,近年来科研成果不断涌现,已经成为国家科技强国的重点支撑。2020年10月16日,中央政治局就量子科技研究和应用前景举行第二十四次集体学习,习近平总书记强调“要充分认识推动量子科技发展的重要性和紧迫性,加强量子科技发展战略谋划和系统布局,把握大趋势,下好先手棋。”从国家战略层面明确了我国量子科技发展的重要性。近日,中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等学者团队发布的76个光子的量子计算原型机“九章”,让我国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家,再次从技术层面展示了我国量子科技发展的领先性。今年7月国盾量子的上市和良好走势,则意味着资本层面对量子技术应用的看好,以及量子技术产业化的顺利拓展。
 
安全是量子技术的重要应用方向
正如习近平总书记所说,“加快发展量子科技,对促进高质量发展、保障国家安全具有非常重要的作用。”在量子技术产业化方面,安全是重要的落地方向,密钥分发、通信加密等都是量子技术大展拳脚的领域。
12月15日,由中国信息协会牵头举办的“2020量子安全应用开发论坛”在南京召开,来自信息安全和量子技术领域的业界专家和企业代表就量子安全技术发展、标准化推进、产业应用、解决方案等方面进行深入广泛的研讨和交流。
 
论坛发布了国内首部以“量子安全”为主题的《量子安全技术白皮书》,围绕什么是量子安全技术、如何实现量子安全技术,如何在信息系统中使用量子安全技术等方面凝聚共识,并立足当下、面向未来,探讨量子信息技术和新型密码技术如何在新一代信息技术基础设施中发挥作用,形成战略性新兴产业,服务社会民生。
 
量子科技的发展将改变信息社会的未来,中国信息协会副会长朱玉在致辞中表示,量子科技浪潮的演进,有望改变和提升人类获取、传输和处理信息的方式和能力,为未来信息社会的演进和发展提供强劲动力。量子科技将与通信、计算和传感测量等信息学科相融合,形成全新的量子信息技术领域。
 
量子安全技术指的是能够抵御量子计算威胁的信息安全技术。随着信息通信技术的快速发展,国家、机构、个人的信息安全需求与日俱增。ICT行业的主要应用场景,如各类终端设备,连通各设备的网络连接,云计算等运营模式的数据中心,以及区块链为代表的各类新兴密码应用,都存在被量子计算攻击的广泛可能性。因此,各类应用场景都具有量子安全技术的应用需求。中国信息协会量子信息分会会长赵勇表示,当前,量子计算的蓬勃发展在为人类打开计算新时代的同时,对现有的信息安全也提出了前所未有的挑战,量子信息技术和密码学担负着推动信息安全进入新时代的历史重任。
 
赵勇指出,量子安全技术是多学科、多行业共同努力的方向。探索“量子密码技术”(包括量子密钥分发QKD和量子随机数等)与“抗量子计算密码技术”(PQC)两种技术路线,实现两者融合发展的探索已经迈开脚步。
 
对量子安全的重要性,中国电子学会量子信息分会秘书长王向斌在致辞中表示,量子安全意味着信息安全即使面对量子计算的挑战也能得到保证。以量子通信、计算以及精密测量为代表的量子科技,可以在信息安全、运算效率、测量精度等方面突破经典技术的瓶颈,是事关国家安全和社会经济高质量发展的战略性领域,对于未来国家科技竞争、新兴产业培育、国防和经济建设等领域有重要战略意义。
目前,在量子通信领域,我国在国际上率先实现了广域量子保密通信技术路线图,在国际标准化方面也取得了一定的、重要的话语权。同时,我国建成了国际上首条远距离光纤量子保密通信骨干网“京沪干线”,保持着真实光纤环境下量子密钥分发安全成码距离的世界记录,研制并发射了世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”......在量子通信安全上,我国已经产出了一批具有重要国际影响力的突出成果。
会上的学术报告环节分享了更多关于量子安全技术的发展,中国科学技术大学张强教授介绍了量子通信的最新进展,上海交大的郁昱教授介绍了抗量子计算密码技术的进展,中山大学的孙仕海教授分享了对量子通信的攻防和测评的研究心得。
 
量子产业生态逐渐健全
《2020量子安全技术白皮书》探讨了量子安全技术应用和产业生态情况,绘制了目前国内外量子保密通信等主流量子安全技术的产业链图谱。
《白皮书》显示,经过多年的技术积累和项目实践,国内外已经形成了以QKD(量子密钥分发)技术为核心的较为完整的量子保密通信产业链。目前国内从事QKD系统硬件的代表性企业包括已经在科创板上市的科大国盾量子(688027)、安徽问天量子、上海循态科技等。
 
国内量子保密通信产业链的上下游生态也逐渐健全,上游关键器件已基本实现自主可控。例如单光子探测器件的核心近红外单光子雪崩二极管等,目前已经有一些单位如中国电子科技集团重庆声光电有限公司、光迅科技(002281)等能够量产;光学调制器件的研发生产、芯片化集成基本上也处于国际先进水平;还存在一定差距的主要是极高性能集成电路。
 
量子保密通信中下游领域也取得了明显发展。除了刚刚和国盾量子携手启动“量子铸盾行动”的中国电信集团外,中国联通、中国移动和中国广电在量子保密通信领域都有涉足,新兴的量子网络公司如中科院的国科量子。
《白皮书》提出,协同创新是产业链和生态发展的核心关键。目前,国内外都在研究和实践量子通信应用模式,在云和大数据服务、政务信息保护、金融业务加密、电力安全保障等方面已经率先试水并推出相关产品。在“2020量子安全应用开发论坛”上,中国网安、易科腾、江苏超流、云玺科技、神州数码、闪捷信息等企业探讨和发布了系列量子安全解决方案。
作为国内量子安全应用领域的先行企业,承办单位南京易科腾公司在《量子安全移动应用》主题报告中,展示了可适配通用安卓系统的量子安全加密通话、视频会议、数据传输、文件存储等系列应用。例如今年7月,依托南京本土企业易科腾公司自主研发的量子密钥管理服务核心网系列产品,南京市江宁区政务网量子通信专网项目通过验收,该项目是目前国内首个包含量子安全移动终端规模化应用的通信项目。
 
值得注意的是,目前国内外包括国盾量子、中国科学技术大学等在内的团队也开始了一些”PQC+QKD“的“混合型”量子安全密码具体解决方案的探讨。PQC指的是“抗量子计算密码算法”,是量子安全的另一重要的实现形式。目前,IBM、微软、谷歌、华为等企业都投入了力量在后量子密码的研究上并形成相应成果。我国密码算法设计竞赛和标准化工作已经展开,除了大学和研究机构加大投入,一批致力于PQC应用的创新创业团队也正在积极作为。
 
最后,《白皮书》还给出了量子安全技术面临的挑战和解决途径:
· 量子安全技术的可信度——推动开展量子安全技术的攻防演练、测试评价等工作,建立体系化的技术标准;
 
· 量子安全技术的效能和成本——从完善产业链条出发,推动量子安全技术产品制造和使用成本的大幅降低;
 
· 单一解决方案的完整性——综合使用量子安全技术,建立异构化的完整技术解决方案;
 
· 应用适应性——深入和加快推动量子技术的发展,发展量子中继、芯片化产品、共纤复用技术等拓展QKD的应用范围,发展和改进PQC算法,实现轻量化;
 
· 国际化竞争——加快量子安全技术应用,立足“大循环”和“双循环”,以市场引导标准,加强国际竞争力。

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