第一財經(jīng)記者從2018年國際量子密碼會議上了解到，中國正在籌建的國家實驗室涉及合肥、上海和北京等地，僅合肥量子信息實驗室占地就將達554畝，如此規(guī)模在全球都比較罕見。
這也是繼墨子號量子衛(wèi)星、量子通信“京滬干線”之后，中國在量子科學領(lǐng)域的又一次大手筆投入。中國科學技術(shù)大學（下稱“中科大”）內(nèi)部人士向第一財經(jīng)記者透露，目前該項目已經(jīng)獲得安徽省和上海市政府各10億元左右的配套啟動資金，而國家長期投入將達到千億元人民幣。
千億級規(guī)模的國家項目
上周，來自中、美、德、奧、英、法、日等國的500多位專家齊聚上海，參加上述量子密碼會議，共同研討量子通信領(lǐng)域最新進展和未來趨勢，其中包括量子信息理論創(chuàng)始人——美國科學家查爾斯•本內(nèi)特（Charles Bennett）和加拿大科學家吉爾斯•巴薩德（Gilles Brassard）。這也是中國首次舉辦量子密碼領(lǐng)域最知名、影響力最廣泛的國際學術(shù)盛會，更將推進量子通信發(fā)展的產(chǎn)業(yè)化路徑。
國家實驗室是國家計劃實施的“科技創(chuàng)新2030——量子通信與量子計算機重大項目”的承擔實體，建成后將以國家信息安全和計算能力提高等重大需求為導向，著力突破以量子信息為主導的第二次量子革命的前沿科學問題和核心關(guān)鍵技術(shù)，培育形成量子通信、量子計算和量子精密測量等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，搶占量子科技國際競爭和未來發(fā)展的制高點。
自上世紀90年代以來，量子信息科學得到迅猛發(fā)展，量子通信、量子計算和量子精密測量等量子信息技術(shù)可以在確保信息安全、提高運算速度、提升測量精度等方面突破經(jīng)典信息技術(shù)的瓶頸，為保障國家安全和支撐國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提供核心戰(zhàn)略力量。
在學術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的協(xié)同努力下，我國正奮力搶占量子信息革命的全球制高點。“墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星、國家量子保密通信“京滬干線”等項目取得重大創(chuàng)新成果，實用化光纖量子保密通信技術(shù)在金融、政務、電力、云計算、大數(shù)據(jù)等更多行業(yè)領(lǐng)域破冰應用，以及實現(xiàn)量子安全服務邁向移動應用的量子安全服務移動引擎（QSS-ME）平臺產(chǎn)品的推出，證明了我國量子信息技術(shù)尤其是量子通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的蓬勃發(fā)展已現(xiàn)端倪，正在吸引越來越多的企業(yè)涉足其中。
從信息安全市場的角度來看，量子通信的市場前景更加可期。技術(shù)研究公司Gartner最新報告預測，2018年全球信息安全產(chǎn)品及服務支出將超過1140億美元，較去年增加12.4%；預計2019年信息安全市場將持續(xù)增長8.7%，達1240億美元。
前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的報告顯示，2017年，我國量子通信行業(yè)市場規(guī)模達到了180億元，到2018年將達到320億元左右，同比增長77.78%，預計到2024年，我國量子通信行業(yè)建設及運營服務市場規(guī)模達912億元，同比增長13.57%。根據(jù)預測，國內(nèi)量子通信短期市場規(guī)模在100億~130億元左右，長期市場規(guī)模將超過千億元。
中國科學院院士、中科大常務副校長潘建偉在大會上表示：“世界各國都在做量子通信的發(fā)展規(guī)劃，中國在國際量子通信領(lǐng)域之所以能處于領(lǐng)導者的地位，是因為十年前，我們就選擇了從基礎研究起步的艱難道路，掌握了核心技術(shù)，現(xiàn)在到了產(chǎn)業(yè)化階段就不太會遇上‘卡脖子’的問題了。”
值得注意的是，中國互聯(lián)網(wǎng)巨頭阿里、騰訊和百度也都加入了這場量子科技盛會。阿里巴巴首席通信科學家謝崇進對第一財經(jīng)記者表示：“來自各國的科學家一起討論各種新型的量子加密協(xié)議和量子通信的產(chǎn)業(yè)化應用前景，可以讓我們了解到行業(yè)的最新進展。”
在談到量子通信的實際應用場景時，謝崇進表示：“其一是公司內(nèi)部系統(tǒng)的需要，其二是客戶的需求。我們知道客戶在哪里，這是阿里巴巴參與到量子通信產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)勢，但現(xiàn)在應用層面最大的問題是還沒有建立標準。”據(jù)了解，阿里巴巴在上海投資了“中科院-阿里巴巴量子計算聯(lián)合實驗室”，在硅谷也設有量子實驗室。除此之外，華為也在德國設有一個量子中心。
國際學界也給予中國量子通信產(chǎn)業(yè)化發(fā)展高度的關(guān)注。本內(nèi)特和巴薩德在接受第一財經(jīng)記者采訪時表示，中國“墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星的發(fā)射是了不起的壯舉，中國在量子通信領(lǐng)域的突破“喚醒”了世界。
“墨子號”的發(fā)射以及一系列中國量子通信領(lǐng)域的突破在全球范圍內(nèi)引起了巨大的關(guān)注，這一里程碑式的壯舉將量子密鑰分發(fā)的距離拓展到了千公里量級，把量子通信推向了實際應用的風口。如今，全世界都在向中國量子產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的進程看齊。
成立于2001年的全球首家從事量子密鑰分發(fā)（QKD）的商業(yè)公司、總部位于瑞士日內(nèi)瓦的IDQ創(chuàng)始人Nicolas Gisin（尼古拉斯·吉森）對第一財經(jīng)記者表示：“近十年來，中國量子通信技術(shù)的發(fā)展速度和規(guī)模是驚人的。”盡管走在量子通信商業(yè)化的最前沿，IDQ也一直在關(guān)注中國市場產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，并尋求與一切可能的中國伙伴的合作。IDQ目前估值已經(jīng)超過10億歐元。
在這次國際量子密碼會議上，各國科學家介紹了最新進展：俄羅斯將在全境建設跨歐亞大陸的密鑰分發(fā)網(wǎng)絡，這也是所有的項目中最為宏偉的一項，我國已實現(xiàn)的數(shù)千公里量子密鑰分發(fā)將大有用武之地；歐洲、韓國表示正在制定量子通信的基礎設施建設規(guī)劃；美國、歐洲、日本等都在推進量子通信衛(wèi)星的發(fā)射計劃。
中國科學院也已確定計劃，將在“墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星的基礎上，繼續(xù)研制3至5顆低軌量子通信衛(wèi)星，以實現(xiàn)量子密鑰分發(fā)的實用化，同時還將著手開展中高軌量子通信衛(wèi)星的研制。
作為“墨子號”衛(wèi)星的首席科學家，潘建偉表示中國將保持開放心態(tài)，積極參與國際合作。他介紹道，去年以來，中科大與中科院上海技術(shù)物理所等組成的科研團隊，與奧地利科學院安東-塞林格研究組合作，利用“墨子號”在中國和奧地利之間實現(xiàn)了長達7600公里的洲際量子密鑰分發(fā)，并利用共享密鑰實現(xiàn)加密數(shù)據(jù)傳輸和視頻通信。塞林格也是潘建偉在維也納大學的博士導師。
今年下半年，我國科研團隊還將與意大利帕多瓦大學合作，物理學家伽利略曾在該校執(zhí)教。此外，與日本、加拿大的合作也提上議程。
角逐國際量子通信標準競爭
中國的目標是，力爭到2030年左右率先建成全球化的廣域量子保密通信網(wǎng)絡，并在此基礎上，構(gòu)建信息充分安全的“量子互聯(lián)網(wǎng)”。
為此，我國已經(jīng)建成了連接北京、上海，貫穿濟南、合肥等地長達2000多公里的量子保密通信骨干線路——“京滬干線”，實現(xiàn)多地城域網(wǎng)絡的接入，并且得到了成功應用；而未來多顆量子通信衛(wèi)星的發(fā)射將能夠解決更長距離的廣域傳輸?shù)钠款i。
隨著量子通信技術(shù)的不斷成熟，以量子密鑰分發(fā)為核心的量子保密通信，正逐漸成為量子科學實用化速度最快的領(lǐng)域。潘建偉表示，會議上多位專家都提到，量子保密通信的基礎設施建設正在全球提速。這好比是在實驗室和實用化之間架起了一個“連接”，讓更多的人可以參與進來。
2016年，國科控股聯(lián)合中科大共同發(fā)起成立國科量子，聚焦量子保密通信網(wǎng)絡設施的規(guī)劃、建設、推廣、運營和維護。后續(xù)規(guī)劃建設的廣域量子保密通信骨干網(wǎng)絡覆蓋范圍將逐漸從京津冀、長江經(jīng)濟帶擴展至全國，覆蓋各省會、直轄市及計劃單列市等大中型城市，并延展至海外區(qū)域。
大會結(jié)束后，潘建偉又同本內(nèi)特和巴薩德等科學家前往國際互聯(lián)網(wǎng)大會的舉辦地烏鎮(zhèn)，繼續(xù)就量子通信標準的制定進行深入的研討。第一財經(jīng)記者了解到，隨著未來更多量子通信衛(wèi)星計劃發(fā)射，如何制定針對衛(wèi)星的量子通信標準也被提上議程。
在量子通信的標準化研究方面，目前歐洲處于領(lǐng)先地位。2008年，奧地利維也納的SECOQC量子通信網(wǎng)絡演示項目完成后，歐洲電信標準化協(xié)會（ETSI）成立了包括16家成員單位在內(nèi)的ISG-QKD小組，展開前瞻性的標準化工作，涉及應用案例、物理接口、應用接口、安全驗證、模塊安規(guī)等內(nèi)容。2015年6月，歐洲發(fā)布量子安全白皮書。
我國量子通信領(lǐng)域標準化研究相對歐洲起步晚一些，但也正在通過總結(jié)技術(shù)研究最新進展以及試點應用經(jīng)驗形成標準化成果?？拼髧芰孔涌偛泌w勇博士告訴第一財經(jīng)記者，中國已經(jīng)在建立系統(tǒng)性能測評標準，完善量子通信標準化工作?？拼髧芰孔邮菂⑴c推動中國量子通信標準化制定的重要力量之一。
趙勇稱，標準化是構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵，是產(chǎn)業(yè)成熟的必經(jīng)之路。標準的制定需要各個國家的共同努力，各國專家已經(jīng)著手商討國際標準，試圖確定技術(shù)的安全性、通用性規(guī)則，并爭取早日確立，這將為量子通信產(chǎn)業(yè)化進一步掃除障礙。
他還向第一財經(jīng)記者透露，中國信息安全測評中心已經(jīng)聯(lián)合科大國盾量子于2017年在ISO提出了量子密鑰分發(fā)相關(guān)的國際標準化項目，并獲得了立項，為我國角逐國際量子通信標準競爭搶得先機。
目前量子通信的商業(yè)需求主要集中在安防、能源、電力等國家戰(zhàn)略領(lǐng)域，銀行等金融領(lǐng)域的客戶也正在試用。據(jù)賽迪顧問預測，到2020年，量子通信將主要應用于國防、金融和政務領(lǐng)域，三者之和將占據(jù)市場規(guī)模的96%。
趙勇說，規(guī)?；獙恿孔油ㄐ艖贸杀鞠陆?，產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)通力合作將能挖掘更多應用場景。
由于量子信息技術(shù)的巨大潛在價值，歐美各國都在積極整合各方面研究力量和資源，開展國家級的協(xié)同攻關(guān)。例如，歐盟在2016年宣布投資10億歐元啟動量子技術(shù)旗艦項目；最近，美國國會也正式通過了“國家量子行動計劃”；此前，大型高科技公司如谷歌、微軟、IBM等也紛紛強勢介入量子計算研究。
