9月24日，第24屆中國國際工業(yè)博覽會在國家會展中心（上海）開幕。開幕式前，上海市委副書記、市長龔正，工信部副部長單忠德一行參觀了中國電信展位，察看中國電信上海公司（以下簡稱上海電信）量子密鑰分發(fā)城域網(wǎng)，詳細了解上海電信“X+量子”能力模式、重點區(qū)域量子能力建設、重點行業(yè)量子賦能及創(chuàng)新應用落地等方面情況。
大力發(fā)展未來產(chǎn)業(yè)，是引領科技進步、帶動產(chǎn)業(yè)升級、培育新質(zhì)生產(chǎn)力的戰(zhàn)略選擇。量子信息，作為事關國家信息安全的戰(zhàn)略新興領域，既是未來產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，亦是塑造新質(zhì)生產(chǎn)力的關鍵引擎。上海，是國內(nèi)最早布局未來產(chǎn)業(yè)的城市之一，亦是我國量子信息技術的重要策源地和量子基礎設施布局的重鎮(zhèn)。
作為建設這座城市“數(shù)字底座”的“國家隊”和“主力軍”，上海電信早布局、快行動，目前已在上海區(qū)域內(nèi)建成量子密鑰分發(fā)城域網(wǎng)——國內(nèi)首張運營商級的商用密鑰分發(fā)網(wǎng)絡，并在今年7月成功揭榜2024年度上海市未來產(chǎn)業(yè)試驗場 “揭榜掛帥”量子科技領域項目，開啟“基于抗量子計算的城市級密鑰分發(fā)基礎設施建設及應用推廣探索”新征程。
截至目前，上海量子城域網(wǎng)已經(jīng)完成了一期建設7個節(jié)點，實現(xiàn)上海外環(huán)內(nèi)覆蓋率100%，可支持不少于100萬的用戶容量，并已在四個場景實際落地應用。同時，以上海為首城起點，預計到今年年底，中國電信將在全國10—15個城市部署量子城域網(wǎng)，未來將逐漸與骨干網(wǎng)打通，加上天上的墨子號量子通信衛(wèi)星，最終形成天地一體的量子通信網(wǎng)。
為千行百業(yè)打造“安全盾”
“基于上海量子城域網(wǎng)底座能力，我們在行業(yè)客戶安全通話、安全辦公、安全組網(wǎng)、安全平臺四大場景已經(jīng)有產(chǎn)品能力開發(fā)與運營落地。”上海電信工作人員向參觀的領導介紹道，以安全辦公場景為例，上海電信量子視頻云會議已在寶山區(qū)政府2個主會場和15個街鎮(zhèn)分會場落地，通過中國電信自研的量子云會議系統(tǒng)、量子密碼服務平臺，實現(xiàn)了視頻通信內(nèi)容端到端加密，保護會議數(shù)據(jù)安全。
“量子通話撥號中，雙方已開通密話……”展臺上，兩部量子密信手機終端也很“吸睛”，工作人員現(xiàn)場演示了國內(nèi)首個運營商級的量子加密通話產(chǎn)品——量子密信，通過將量子加密技術與即時通信技術緊密融合，實現(xiàn)了消息一次一密、音視頻通話全幀加密、多人群聊文件傳輸加密等功能，“可以防止電話被竊聽、信息被攔截”。
作為我國量子信息技術的重要策源地和量子基礎設施布局的重鎮(zhèn)，上海一直以來高度重視量子科技的發(fā)展。
今年3月，上海市經(jīng)信委組織開展未來產(chǎn)業(yè)試驗場“揭榜掛帥”，聚焦量子科技、生物制造、6G技術等重點領域展開鏈式攻關，探索解決未來技術應用難的問題。“揭榜掛帥”受到上海市委、市政府高度重視和大力支持，根據(jù)要求引入DARPA創(chuàng)新管理機制。
今年7月，“揭榜掛帥”結(jié)果揭曉。上海電信等單位提交的“基于抗量子計算的城市級密鑰分發(fā)基礎設施建設及應用推廣探索項目”，在激烈競爭中脫穎而出，成為入選“揭榜掛帥”榜單上的唯一量子項目。
“量子技術可謂人類目前最前沿、最具挑戰(zhàn)性的科技之一，需要深厚的科研實力和大量的資源投入，面臨著諸多技術難題和應用推廣的壓力。迄今為止，全世界在量子科技領域仍處于不斷探索和發(fā)展的階段，尚未實現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)化應用。這成為限制量子通信技術快速發(fā)展和廣泛應用的一大瓶頸。”量子科技領域DARPA創(chuàng)新管理機制“項目經(jīng)理人”負責人、上海電信副總經(jīng)理胡偉良指出。
據(jù)了解，上海電信正積極構筑和不斷完善“X+量子”DICT能力體系，如“通話+量子”“安全辦公+量子”“專線+量子”“物聯(lián)網(wǎng)+量子”等，為千行百業(yè)打造前所未有的“安全盾”。
首張運營商級量子城域網(wǎng)
量子計算的快速發(fā)展正對基于公鑰密碼體制的信息安全提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。
2023年2月，量子防御公司（QD5）預測，可能最快在2025年，世界就會迎來Q-Day（量子計算攻破現(xiàn)有加密體系）。根據(jù)預測，如破解2048位RSA密碼，利用現(xiàn)有最快的超級計算機需要46億年，而利用2000萬個量子比特的計算機，僅需要數(shù)小時。
隨著量子計算的加速成熟，傳統(tǒng)城域網(wǎng)的加密技術將遭遇前所未有的挑戰(zhàn)。面對這一挑戰(zhàn)，中國電信推出的量子城域網(wǎng)為城市信息安全筑起了堅不可摧的堡壘。
量子城域網(wǎng)以量子密鑰分發(fā)(QKD)技術為核心，在城域內(nèi)構建抗量子計算的新型安全基礎設施。結(jié)合分布式量子密碼服務管理平臺、量子干線資源，為政務、金融、交通、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等關鍵行業(yè)提供統(tǒng)一的量子密鑰服務和應用服務。
上海電信量子城域網(wǎng)是首張運營商級的商用密鑰分發(fā)網(wǎng)絡，通過構建能夠抵御量子計算攻擊的安全密鑰分發(fā)系統(tǒng)，利用量子密鑰的不可預測性，幫助各行各業(yè)提升安全能級推動量子安全技術在城市級基礎設施中的應用，為城市級網(wǎng)絡安全提供堅實保障，讓“竊密者”無處下手、無計可施。
隨著量子城域網(wǎng)的建成，上海電信不斷探索其在各行業(yè)的核心應用場景，如量子專線應用、量子云會議、量子密改等，并配合區(qū)域發(fā)展規(guī)劃先行先試，在松江G60科創(chuàng)走廊率先發(fā)布量子應用場景。
如在金融行業(yè)，不久前某知名商業(yè)銀行與上海電信達成合作，利用量子城域網(wǎng)為這家商業(yè)銀行位于不同地方的數(shù)據(jù)中心提供加密傳輸，保障數(shù)據(jù)流通高度安全。如在教育行業(yè)，上海電信為某高校的校園專網(wǎng)提供量子加密，確保校園網(wǎng)絡內(nèi)部的重要信息，如科研數(shù)據(jù)等受到安全保護。
據(jù)悉，上海電信在中國電信集團內(nèi)部率先完成了運營商級量子城域網(wǎng)建設。在這過程中，上海電信克服了諸多挑戰(zhàn)，如量子網(wǎng)絡和經(jīng)典網(wǎng)絡如何適配、設備如何互通等等。
向天地一體量子通信網(wǎng)邁進
工信部等十一部門近期發(fā)布《關于推動新型信息基礎設施協(xié)調(diào)發(fā)展有關事項的通知》（以下簡稱通知），對新型信息基礎設施的形態(tài)做出明確定義，其中量子信息與人工智能、區(qū)塊鏈一起，被歸類于新技術基礎設施——基于新技術形成的基礎設施形態(tài)。
這并非量子信息第一次“出圈”。早在2021年，“十四五”規(guī)劃《綱要》中便對新型基礎設施建設做出專門部署，國家發(fā)改委在解讀“新型基礎設施”的時候提到，要加強量子通信、量子計算、新型網(wǎng)絡基礎架構研究，適時開展試驗網(wǎng)絡建設和應用探索，超前布局培育新型基礎設施形態(tài)。
當前，中國電信正加快構建全國量子安全新型基礎設施，構建縱橫相連、跨域互通的服務能力。
“中國電信正深入推動量子+，打造運營商級的安全能力。”中國電信董事長柯瑞文在不久前的中期業(yè)績說明會上透露，基于QKD（量子密鑰分發(fā)）、PQC抗量子加密等技術體系，中國電信正構建涵蓋量子密鑰分發(fā)、量子密碼資源池和量子密碼管理平臺的量子安全基礎設施，形成“一網(wǎng)一池一平臺”的量子安全基礎設施建設方案。
中國電信旗下的中電信量子集團是目前國內(nèi)唯一一家在QKD和PQC兩條抗量子攻擊安全路線上“齊步走”的企業(yè)，作為國務院國資委確定的首批啟航企業(yè)，中電信量子目前已推出量子科技產(chǎn)品20余款，應用范圍涵蓋政務、應急、工業(yè)、金融等10多個行業(yè)。
“中國量子科技正處于科研產(chǎn)業(yè)化的爆發(fā)前夜。”中電信量子集團相關人士表示，量子是面向未來的產(chǎn)業(yè)，技術門檻較高，投入期較長，此時政府的示范效應便非常重要，通過“這只隱形的手”，加速示范應用的先行先試，有利于政務、金融、能源等重要行業(yè)率先進入“量子安全時代”，同時，電信運營商建設的量子城域網(wǎng)，結(jié)合分布式量子密碼服務管理平臺、量子干線資源，將大幅降低政府及企業(yè)使用量子加密服務的成本，上海、安徽、廣東等地都在爭相打造這張新的“未來產(chǎn)業(yè)名片”。
隨著Q-Day日益臨近，美、歐、韓等國家和地區(qū)在量子通信網(wǎng)絡基礎設施建設方面都加快了步伐，美國發(fā)射多種量子通信衛(wèi)星，歐洲于2023年啟動了QUDICE衛(wèi)星網(wǎng)絡項目和EuroQCI量子通信基礎設施計劃，韓國建設800公里QKD網(wǎng)絡等。
新時代的全球“安全攻防戰(zhàn)”中，中國電信正在“鑄盾”。未來，中國電信的量子城域網(wǎng)將在量子計算時代下為重要數(shù)據(jù)的長期安全性保駕護航，如敏感信息的傳輸加密保護、關鍵數(shù)據(jù)存儲加密、終端的安全接入認證等安全服務，徹底解除傳統(tǒng)城域網(wǎng)的“后顧之憂”。 
