一個(gè)涉及多地的量子信息科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(下稱“國(guó)家實(shí)驗(yàn)室”)正在籌建,長(zhǎng)期投資將達(dá)千億元。
第一財(cái)經(jīng)記者從2018年國(guó)際量子密碼會(huì)議上了解到,中國(guó)正在籌建的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室涉及合肥、上海和北京等地,僅合肥量子信息實(shí)驗(yàn)室占地就將達(dá)554畝,如此規(guī)模在全球都比較罕見。
這也是繼墨子號(hào)量子衛(wèi)星、量子通信“京滬干線”之后,中國(guó)在量子科學(xué)領(lǐng)域的又一次大手筆投入。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)(下稱“中科大”)內(nèi)部人士向第一財(cái)經(jīng)記者透露,目前該項(xiàng)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(dòng)資金,而國(guó)家長(zhǎng)期投入將達(dá)到千億元人民幣。
千億級(jí)規(guī)模的國(guó)家項(xiàng)目
上周,來自中、美、德、奧、英、法、日等國(guó)的500多位專家齊聚上海,參加上述量子密碼會(huì)議,共同研討量子通信領(lǐng)域最新進(jìn)展和未來趨勢(shì),其中包括量子信息理論創(chuàng)始人——美國(guó)科學(xué)家查爾斯·本內(nèi)特和加拿大科學(xué)家吉爾斯·巴薩德。這也是中國(guó)首次舉辦量子密碼領(lǐng)域最知名、影響力最廣泛的國(guó)際學(xué)術(shù)盛會(huì),更將推進(jìn)量子通信發(fā)展的產(chǎn)業(yè)化路徑。
國(guó)家實(shí)驗(yàn)室是國(guó)家計(jì)劃實(shí)施的“科技創(chuàng)新2030——量子通信與量子計(jì)算機(jī)重大項(xiàng)目”的承擔(dān)實(shí)體,建成后將以國(guó)家信息安全和計(jì)算能力提高等重大需求為導(dǎo)向,著力突破以量子信息為主導(dǎo)的第二次量子革命的前沿科學(xué)問題和核心關(guān)鍵技術(shù),培育形成量子通信、量子計(jì)算和量子精密測(cè)量等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),搶占量子科技國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)和未來發(fā)展的制高點(diǎn)。
自上世紀(jì)90年代以來,量子信息科學(xué)得到迅猛發(fā)展,量子通信、量子計(jì)算和量子精密測(cè)量等量子信息技術(shù)可以在確保信息安全、提高運(yùn)算速度、提升測(cè)量精度等方面突破經(jīng)典信息技術(shù)的瓶頸,為保障國(guó)家安全和支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供核心戰(zhàn)略力量。
在學(xué)術(shù)界與產(chǎn)業(yè)界的協(xié)同努力下,我國(guó)正奮力搶占量子信息革命的全球制高點(diǎn)!澳犹(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星、國(guó)家量子保密通信“京滬干線”等項(xiàng)目取得重大創(chuàng)新成果,實(shí)用化光纖量子保密通信技術(shù)在金融、政務(wù)、電力、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等更多行業(yè)領(lǐng)域破冰應(yīng)用,以及實(shí)現(xiàn)量子安全服務(wù)邁向移動(dòng)應(yīng)用的量子安全服務(wù)移動(dòng)引擎(QSS-ME)平臺(tái)產(chǎn)品的推出,證明了我國(guó)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。
前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的報(bào)告顯示,2017年,我國(guó)量子通信行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了180億元,到2018年將達(dá)到320億元左右,同比增長(zhǎng)77.78%,預(yù)計(jì)到2024年,我國(guó)量子通信行業(yè)建設(shè)及運(yùn)營(yíng)服務(wù)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)912億元。根據(jù)預(yù)測(cè),國(guó)內(nèi)量子通信短期市場(chǎng)規(guī)模在100億~130億元左右,長(zhǎng)期市場(chǎng)規(guī)模將超過千億元。
中國(guó)科學(xué)院院士、中科大常務(wù)副校長(zhǎng)潘建偉在大會(huì)上表示:“世界各國(guó)都在做量子通信的發(fā)展規(guī)劃,中國(guó)在國(guó)際量子通信領(lǐng)域之所以能處于領(lǐng)導(dǎo)者的地位,是因?yàn)槭昵,我們就選擇了從基礎(chǔ)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(huì)遇上‘卡脖子’的問題了!
值得注意的是,中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)巨頭阿里、騰訊和百度也都加入了這場(chǎng)量子科技盛會(huì)。阿里巴巴首席通信科學(xué)家謝崇進(jìn)對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示:“來自各國(guó)的科學(xué)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(yīng)用前景,可以讓我們了解到行業(yè)的最新進(jìn)展。”
在談到量子通信的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景時(shí),謝崇進(jìn)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(shì),但現(xiàn)在應(yīng)用層面最大的問題是還沒有建立標(biāo)準(zhǔn)。”據(jù)了解,阿里巴巴在上海投資了“中科院-阿里巴巴量子計(jì)算聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”,在硅谷也設(shè)有量子實(shí)驗(yàn)室。除此之外,華為也在德國(guó)設(shè)有一個(gè)量子中心。
國(guó)際學(xué)界也給予中國(guó)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(cái)經(jīng)記者采訪時(shí)表示,中國(guó)“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的發(fā)射是了不起的壯舉,中國(guó)在量子通信領(lǐng)域的突破“喚醒”了世界。
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NicolasGisin(尼古拉斯·吉森)對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示:“近十年來,中國(guó)量子通信技術(shù)的發(fā)展速度和規(guī)模是驚人的!北M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(guó)市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展,并尋求與一切可能的中國(guó)伙伴的合作。IDQ目前估值已經(jīng)超過10億歐元。
在這次國(guó)際量子密碼會(huì)議上,各國(guó)科學(xué)家介紹了最新進(jìn)展:俄羅斯將在全境建設(shè)跨歐亞大陸的密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò),這也是所有的項(xiàng)目中最為宏偉的一項(xiàng),我國(guó)已實(shí)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(guó)表示正在制定量子通信的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)劃;美國(guó)、歐洲、日本等都在推進(jìn)量子通信衛(wèi)星的發(fā)射計(jì)劃。
中國(guó)科學(xué)院也已確定計(jì)劃,將在“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的基礎(chǔ)上,繼續(xù)研制3至5顆低軌量子通信衛(wèi)星,以實(shí)現(xiàn)量子密鑰分發(fā)的實(shí)用化,同時(shí)還將著手開展中高軌量子通信衛(wèi)星的研制。
角逐國(guó)際量子通信標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)
中國(guó)的目標(biāo)是,力爭(zhēng)到2030年左右率先建成全球化的廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò),并在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建信息充分安全的“量子互聯(lián)網(wǎng)”。
為此,我國(guó)已經(jīng)建成了連接北京、上海,貫穿濟(jì)南、合肥等地長(zhǎng)達(dá)2000多公里的量子保密通信骨干線路——“京滬干線”,實(shí)現(xiàn)多地城域網(wǎng)絡(luò)的接入,并且得到了成功應(yīng)用;而未來多顆量子通信衛(wèi)星的發(fā)射將能夠解決更長(zhǎng)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(xué)實(shí)用化速度最快的領(lǐng)域。潘建偉表示,會(huì)議上多位專家都提到,量子保密通信的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正在全球提速。這好比是在實(shí)驗(yàn)室和實(shí)用化之間架起了一個(gè)“連接”,讓更多的人可以參與進(jìn)來。
2016年,國(guó)科控股聯(lián)合中科大共同發(fā)起成立國(guó)科量子,聚焦量子保密通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施的規(guī)劃、建設(shè)、推廣、運(yùn)營(yíng)和維護(hù)。后續(xù)規(guī)劃建設(shè)的廣域量子保密通信骨干網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍將逐漸從京津冀、長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶擴(kuò)展至全國(guó),覆蓋各省會(huì)、直轄市及計(jì)劃單列市等大中型城市,并延展至海外區(qū)域。
大會(huì)結(jié)束后,潘建偉又同本內(nèi)特和巴薩德等科學(xué)家前往國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)的舉辦地烏鎮(zhèn),繼續(xù)就量子通信標(biāo)準(zhǔn)的制定進(jìn)行深入的研討。第一財(cái)經(jīng)記者了解到,隨著未來更多量子通信衛(wèi)星計(jì)劃發(fā)射,如何制定針對(duì)衛(wèi)星的量子通信標(biāo)準(zhǔn)也被提上議程。
在量子通信的標(biāo)準(zhǔn)化研究方面,目前歐洲處于領(lǐng)先地位。2015年6月,歐洲發(fā)布量子安全白皮書。我國(guó)量子通信領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化研究相對(duì)歐洲起步晚一些,但也正在通過總結(jié)技術(shù)研究最新進(jìn)展以及試點(diǎn)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)形成標(biāo)準(zhǔn)化成果?拼髧(guó)盾量子總裁趙勇博士告訴第一財(cái)經(jīng)記者,中國(guó)已經(jīng)在建立系統(tǒng)性能測(cè)評(píng)標(biāo)準(zhǔn),完善量子通信標(biāo)準(zhǔn)化工作?拼髧(guó)盾量子是參與推動(dòng)中國(guó)量子通信標(biāo)準(zhǔn)化制定的重要力量之一。
趙勇稱,標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)的制定需要各個(gè)國(guó)家的共同努力,各國(guó)專家已經(jīng)著手商討國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),試圖確定技術(shù)的安全性、通用性規(guī)則,并爭(zhēng)取早日確立,這將為量子通信產(chǎn)業(yè)化進(jìn)一步掃除障礙。
他還向第一財(cái)經(jīng)記者透露,中國(guó)信息安全測(cè)評(píng)中心已經(jīng)聯(lián)合科大國(guó)盾量子于2017年在ISO提出了量子密鑰分發(fā)相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化項(xiàng)目,并獲得了立項(xiàng),為我國(guó)角逐國(guó)際量子通信標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)搶得先機(jī)。
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(guó)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(yù)測(cè),到2020年,量子通信將主要應(yīng)用于國(guó)防、金融和政務(wù)領(lǐng)域,三者之和將占據(jù)市場(chǎng)規(guī)模的96%。
趙勇說,規(guī);(yīng)將帶動(dòng)量子通信應(yīng)用成本下降,產(chǎn)業(yè)鏈的企業(yè)通力合作將能挖掘更多應(yīng)用場(chǎng)景。
由于量子信息技術(shù)的巨大潛在價(jià)值,歐美各國(guó)都在積極整合各方面研究力量和資源,開展國(guó)家級(jí)的協(xié)同攻關(guān)。例如,歐盟在2016年宣布投資10億歐元啟動(dòng)量子技術(shù)旗艦項(xiàng)目;最近,美國(guó)國(guó)會(huì)也正式通過了“國(guó)家量子行動(dòng)計(jì)劃”;此前,大型高科技公司如谷歌、微軟、IBM等也紛紛強(qiáng)勢(shì)介入量子計(jì)算研究。