在「無人區」奔跑 中電信量子構建「安全長城」
作者／ IT時報記者 郝俊慧
編輯／ 郝俊慧 孫妍
量子，又「出圈」了。
初秋時節，京滬兩地連續舉行重磅論壇和展會，而無論是上海的浦江創新論壇、國際工業博覽會（簡稱工博會），還是北京的國際通訊展（簡稱PT展），量子都是現場毫無疑問的「人氣王」。
「中國電信的量子保密通訊發展迅速，量子計算正走向實用。」9月25日，第32屆中國國際資訊通訊展覽會開幕式論壇上，中國電信董事長柯瑞文表示，中國電信正深入推動量子+產業，打造營運商級的安全能力。
不久前，工信部等十一部門釋出【關於推動新型資訊基礎設施協調發展有關事項的通知】（以下簡稱通知），對新型資訊基礎設施的形態做出明確定義，其中量子資訊與人工智慧、區塊鏈一起，被歸類於新技術基礎設施——基於新技術形成的基礎設施形態，同時強調要「合理布局量子計算雲平台設施」。
這是一片面向未來產業的「無人區」。世界經濟論壇釋出的【量子促進社會：實作永續發展目標的雄心】報告預計，未來25年內，量子通訊將使安全的全球量子資訊網路——量子互聯網的構建成為現實。
作為中國最早布局量子資訊工業的「國家隊」，中國電信一路「闖關」。
「依托國家重大計畫關鍵成果，中國電信制定了以量子金鑰分發網為底座的‘一網一池一平台’量子安全基礎設施技術架構。到今年底，預計將有超10個頭部城市完成量子都會網路建設部署，未來將逐步覆蓋更多的重點城市，形成服務全國的抗量子能力。」中電信量子集團解決方案部負責人朱雁平告訴【IT時報】記者，中國電信在量子通訊基礎設施建設方面處於國內第一梯隊。
奔跑：一年抵十年
「基於上海量子都會網路底座能力，我們在行業客戶安全通話、安全辦公、安全組網、安全平台四大場景已經有產品能力開發與營運落地。」不久前落幕的工博會中國電信展台上，一位工作人員向【IT時報】記者介紹道。
這是上海量子都會網路首次在國際性展會上亮相，作為首張營運商級的商用金鑰分發網路，目前這張都會網路已經完成了一期建設7個節點，實作上海外環內覆蓋率100%，可支持不少於100萬的使用者容量。
據了解，上海、雄安的營運商級量子都會網路已基本部署完成，北京、武漢、杭州等一批一二線城市也在規劃和陸續建設中。
隨著全球量子資訊發展的速度和熱度不斷提升，量子計算、量子通訊、量子測量「三駕量子馬車」正在提速，成為全球主要國家之間開展綜合國力競爭的焦點。
有報告顯示，截至目前，已有30余個國家開展了以量子計算為重點的量子資訊領域的規劃布局，正在部署或已經實施QKD（量子金鑰分發）基礎設施的國家也已超過30個，其中，中國、美國、歐盟是主要的「入局者」。
歐盟於2023年啟動了QUDICE衛星網路計畫和EuroQCI量子通訊基礎設施建設計劃，致力於在未來十年內建設一個跨越整個歐盟（包括其海外領土）的安全量子通訊基礎設施。南韓則已建設完成一個基於QKD的800公裏國家網路，數月前南韓營運商KT宣布，已開發出全國最快的量子金鑰分發（QKD）裝置，可每秒生成15萬個金鑰（150kbps）。
量子金鑰分發（Quantum Key Distribution，QKD）是一種通訊雙方透過傳輸量子態來獲得一串只有通訊雙方共享的金鑰協定，與一次一密結合可以實作絕對安全的保密通訊。
不久前的中期業績說明會上，柯瑞文透露，基於QKD（量子金鑰分發）、PQC抗量子加密等技術體系，中國電信正構建涵蓋量子金鑰分發、量子密碼資源池和量子密碼管理平台的量子安全基礎設施。「我們一年幹的活趕上了過去十年。」談及這一年多中國電信量子都會網路的發展速度，朱雁平十分感慨。
合肥建章 全國立制
中國的量子都會網路建設始於合肥。
作為國內量子科學研究和產業高地，擁有中國科學技術大學的合肥是天然的量子產業「良港」。
量子都會網路是以量子金鑰分發(QKD)技術為核心，在城域內構建抗量子計算的新型安全基礎設施，中國是最早開始量子都會網路試驗的國家之一。
2009年，中國在合肥搭建了「合肥全通型量子通訊網路」，包含5個節點，是世界第一個量子通訊都會網路絡，實作了光量子電話的語音即時加密。2011年，國盾量子牽頭完成了合肥城域量子保密通訊試驗示範網建設，這是全球第一個規模化量子通訊網路，率先驗證了都會網路的基礎技術可行性。
2021年10月，中國電信全面承接規劃和建設的合肥量子都會網路開工，一年後正式開通，量子金鑰分發網路光纖全長1147公裏，包含8個核心網站點和159個接入網站點，是目前國內規模最大、使用者最多、套用最全的量子保密通訊都會網路，被評為「首屆數位中國建設典型案例」。
「合肥量子都會網路是合肥市政府投資建設的一張專用網路，主要服務於合肥市政務、本地國資企業的專用量子安全基礎設施，提升政務等網路關鍵業務的抗量子攻擊能力。」朱雁平告訴記者，經過多年積累，量子通訊已經走到產業爆發的臨界點，合肥量子都會網路的成功開通，在技術層面跑通了大規模、長距離、多套用的量子都會網路全流程。
近幾年來，隨著全球各國在量子資訊科研和產業發展進入「競速期」，國家對量子通訊網路建設提出新的定位。
2021年，「十四五」規劃【綱要】提出，加快布局量子計算、量子通訊等前沿技術。國家發改委在解讀「新型基礎設施」的時候也提到，加強量子通訊、量子計算、新型網路基礎架構研究，適時開展試驗網路建設和套用探索，超前布局培育新型基礎設施形態。
目前，中國的量子骨幹網主要由國家發改委及中國科學院統籌建設，已建成覆蓋長三角、粵港澳、成渝等區域，全國總長度超過12000公裏，覆蓋80余城市，其中包括耳熟能詳的「京滬幹線」，長度超2000余公裏。
隨著骨幹網的逐漸成形，全國各地對快速構建量子都會網路產生迫切需求，電信業者需要改變以往的建設範式。
為量子安全服務建一座「自來水廠」
2023年5月，中國電信投資30億成立中電信量子資訊科技集團有限公司，「積極推動量子通訊產業化、重點布局量子計算新能力、戰略關註量子測量領域」是其三大任務，為了做強量子通訊產業，中國電信決定以建設基礎設施的範式打造一張全國統一的量子通訊網，上海、雄安便是中國電信自行投資建設的首批城域量子安全基礎設施。
「有點像十幾年前的雲端運算，電信業者將基礎設施建設好，提供公眾服務，使用者按需購買服務即可。」朱雁平做了一個有趣的比喻，上海都會網路建設模式像建自來水廠，全社會使用者可靈活接入、資源高效復用，就像在家裏裝一個「自來水龍頭」，直接從終端接入即可，從而大幅降低政府及企業使用量子加密服務的成本。
記者在工博會現場看到，中國電信和華為、烽火共同研發的量子OTN裝置，可以將量子金鑰、國密演算法與中國電信精品光網融合，只要在裝置上直接插入量子加密板卡，就可以為使用者提供服務，非常便於復制推廣。
從上海來看，「公眾版」量子都會網路的套用場景十分豐富。
比如，透過在寶山區政府兩個主會場和十五個街鎮分會場部署視訊會議系統（一體式終端+全向麥克風）和中國電信自研的量子雲會議系統、量子密碼服務平台，實作了視訊通訊內容端到端加密。此外，中國電信為青浦醫療行業雲提供量子加密基礎設施，幫助客戶滿足了密評三級等合規性要求。
據了解，政務資訊保安、金融數據傳輸、智慧城市管理等都是「量子+」的主要套用領域。
「作為新型資訊基礎設施，全國性的量子都會網路建設遵循一定的節奏和規律，需要做好整體規劃和部署。目前基本可以確定的是，優先在一線城市及省會城市進行網路建設，逐步覆蓋二三線城市，最終覆蓋全國；其次是分布實施，每個城市初期具備一定的業務服務能力，隨著業務發展，逐步擴大規模，最終實作全量覆蓋。」朱雁平表示。
不過，由於量子科技仍具有相當前沿性，社會各界對量子安全認知不足，量子通訊的相關套用普及度不高，需要產業各界進一步創新推出「殺手鐧」套用，推動量子產業發展進入正迴圈。
此外，已有的量子科技相關鼓勵政策較為宏觀，各地政府支持量子相關計畫力度不一，朱雁平提出，希望國家相關部門能盡快出台統一、可落地的全國量子安全基礎設施建設指導規劃，以保持中國在量子基礎設施能力上的全球領先。
排版／ 潘璐 季嘉穎
圖片／ 中電信量子
來源／【IT時報】公眾號vittimes
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