量子，又“出圈”了。
初秋時節(jié)，京滬兩地連續(xù)舉行重磅論壇和展會，而無論是上海的浦江創(chuàng)新論壇、國際工業(yè)博覽會（簡稱工博會），還是北京的國際通信展（簡稱PT展），量子都是現(xiàn)場毫無疑問的“人氣王”。
“中國電信的量子保密通信發(fā)展迅速，量子計算正走向?qū)嵱谩?rdquo;9月25日，第32屆中國國際信息通信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(chǎn)業(yè)，打造運營商級的安全能力。
不久前，工信部等十一部門發(fā)布《關(guān)于推動新型信息基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)調(diào)發(fā)展有關(guān)事項的通知》（以下簡稱通知），對新型信息基礎(chǔ)設(shè)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(shù)基礎(chǔ)設(shè)施——基于新技術(shù)形成的基礎(chǔ)設(shè)施形態(tài)，同時強調(diào)要“合理布局量子計算云平臺設(shè)施”。
這是一片面向未來產(chǎn)業(yè)的“無人區(qū)”。世界經(jīng)濟論壇發(fā)布的《量子促進社會：實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標的雄心》報告預(yù)計，未來25年內(nèi)，量子通信將使安全的全球量子信息網(wǎng)絡(luò)——量子互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建成為現(xiàn)實。
作為中國最早布局量子信息產(chǎn)業(yè)的“國家隊”，中國電信一路“闖關(guān)”。
“依托國家重大項目關(guān)鍵成果，中國電信制定了以量子密鑰分發(fā)網(wǎng)為底座的‘一網(wǎng)一池一平臺’量子安全基礎(chǔ)設(shè)施技術(shù)架構(gòu)。到今年底，預(yù)計將有超10個頭部城市完成量子城域網(wǎng)建設(shè)部署，未來將逐步覆蓋更多的重點城市，形成服務(wù)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，中國電信在量子通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面處于國內(nèi)第一梯隊。
奔跑：一年抵十年
“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。”不久前落幕的工博會中國電信展臺上，一位工作人員向《IT時報》記者介紹道。
這是上海量子城域網(wǎng)首次在國際性展會上亮相，作為首張運營商級的商用密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，目前這張城域網(wǎng)已經(jīng)完成了一期建設(shè)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。
據(jù)了解，上海、雄安的運營商級量子城域網(wǎng)已基本部署完成，北京、武漢、杭州等一批一二線城市也在規(guī)劃和陸續(xù)建設(shè)中。
隨著全球量子信息發(fā)展的速度和熱度不斷提升，量子計算、量子通信、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信息領(lǐng)域的規(guī)劃布局，正在部署或已經(jīng)實施QKD（量子密鑰分發(fā)）基礎(chǔ)設(shè)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”。
歐盟于2023年啟動了QUDICE衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)項目和EuroQCI量子通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)計劃，致力于在未來十年內(nèi)建設(shè)一個跨越整個歐盟（包括其海外領(lǐng)土）的安全量子通信基礎(chǔ)設(shè)施。韓國則已建設(shè)完成一個基于QKD的800公里國家網(wǎng)絡(luò)，數(shù)月前韓國運營商KT宣布，已開發(fā)出全國最快的量子密鑰分發(fā)（QKD）設(shè)備，可每秒生成15萬個密鑰（150kbps）。
量子密鑰分發(fā)（Quantum Key Distribution，QKD）是一種通信雙方通過傳輸量子態(tài)來獲得一串只有通信雙方共享的密鑰協(xié)議，與一次一密結(jié)合可以實現(xiàn)絕對安全的保密通信。
不久前的中期業(yè)績說明會上，柯瑞文透露，基于QKD（量子密鑰分發(fā)）、PQC抗量子加密等技術(shù)體系，中國電信正構(gòu)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(chǔ)設(shè)施。“我們一年干的活趕上了過去十年。”談及這一年多中國電信量子城域網(wǎng)的發(fā)展速度，朱雁平十分感慨。
合肥建章 全國立制
中國的量子城域網(wǎng)建設(shè)始于合肥。
作為國內(nèi)量子科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)高地，擁有中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的合肥是天然的量子產(chǎn)業(yè)“良港”。
量子城域網(wǎng)是以量子密鑰分發(fā)(QKD)技術(shù)為核心，在城域內(nèi)構(gòu)建抗量子計算的新型安全基礎(chǔ)設(shè)施，中國是最早開始量子城域網(wǎng)試驗的國家之一。
2009年，我國在合肥搭建了“合肥全通型量子通信網(wǎng)絡(luò)”，包含5個節(jié)點，是世界首個量子通信城域網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了光量子電話的語音實時加密。2011年，國盾量子牽頭完成了合肥城域量子保密通信試驗示范網(wǎng)建設(shè)，這是全球首個規(guī)模化量子通信網(wǎng)絡(luò)，率先驗證了城域網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)可行性。
2021年10月，中國電信全面承接規(guī)劃和建設(shè)的合肥量子城域網(wǎng)開工，一年后正式開通，量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)光纖全長1147公里，包含8個核心網(wǎng)站點和159個接入網(wǎng)站點，是目前國內(nèi)規(guī)模最大、用戶最多、應(yīng)用最全的量子保密通信城域網(wǎng)，被評為“首屆數(shù)字中國建設(shè)典型案例”。
“合肥量子城域網(wǎng)是合肥市政府投資建設(shè)的一張專用網(wǎng)絡(luò)，主要服務(wù)于合肥市政務(wù)、本地國資企業(yè)的專用量子安全基礎(chǔ)設(shè)施，提升政務(wù)等網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵業(yè)務(wù)的抗量子攻擊能力。”朱雁平告訴記者，經(jīng)過多年積累，量子通信已經(jīng)走到產(chǎn)業(yè)爆發(fā)的臨界點，合肥量子城域網(wǎng)的成功開通，在技術(shù)層面跑通了大規(guī)模、長距離、多應(yīng)用的量子城域網(wǎng)全流程。
近幾年來，隨著全球各國在量子信息科研和產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入“競速期”，國家對量子通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提出新的定位。
2021年，“十四五”規(guī)劃《綱要》提出，加快布局量子計算、量子通信等前沿技術(shù)。國家發(fā)改委在解讀“新型基礎(chǔ)設(shè)施”的時候也提到，加強量子通信、量子計算、新型網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)研究，適時開展試驗網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和應(yīng)用探索，超前布局培育新型基礎(chǔ)設(shè)施形態(tài)。
目前，我國的量子骨干網(wǎng)主要由國家發(fā)改委及中國科學(xué)院統(tǒng)籌建設(shè)，已建成覆蓋長三角、粵港澳、成渝等區(qū)域，全國總長度超過12000公里，覆蓋80余城市，其中包括耳熟能詳?shù)?ldquo;京滬干線”，長度超2000余公里。
隨著骨干網(wǎng)的逐漸成形，全國各地對快速構(gòu)建量子城域網(wǎng)產(chǎn)生迫切需求，電信運營商需要改變以往的建設(shè)范式。
為量子安全服務(wù)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信息科技集團有限公司，“積極推動量子通信產(chǎn)業(yè)化、重點布局量子計算新能力、戰(zhàn)略關(guān)注量子測量領(lǐng)域”是其三大任務(wù)，為了做強量子通信產(chǎn)業(yè)，中國電信決定以建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施的范式打造一張全國統(tǒng)一的量子通信網(wǎng)，上海、雄安便是中國電信自行投資建設(shè)的首批城域量子安全基礎(chǔ)設(shè)施。
“有點像十幾年前的云計算，電信運營商將基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)好，提供公眾服務(wù)，用戶按需購買服務(wù)即可。”朱雁平做了一個有趣的比喻，上海城域網(wǎng)建設(shè)模式像建自來水廠，全社會用戶可靈活接入、資源高效復(fù)用，就像在家里裝一個“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(yè)使用量子加密服務(wù)的成本。
記者在工博會現(xiàn)場看到，中國電信和華為、烽火共同研發(fā)的量子OTN設(shè)備，可以將量子密鑰、國密算法與中國電信精品光網(wǎng)融合，只要在設(shè)備上直接插入量子加密板卡，就可以為用戶提供服務(wù)，非常便于復(fù)制推廣。
從上海來看，“公眾版”量子城域網(wǎng)的應(yīng)用場景十分豐富。
比如，通過在寶山區(qū)政府兩個主會場和十五個街鎮(zhèn)分會場部署視頻會議系統(tǒng)（一體式終端+全向麥克風(fēng)）和中國電信自研的量子云會議系統(tǒng)、量子密碼服務(wù)平臺，實現(xiàn)了視頻通信內(nèi)容端到端加密。此外，中國電信為青浦醫(yī)療行業(yè)云提供量子加密基礎(chǔ)設(shè)施，幫助客戶滿足了密評三級等合規(guī)性要求。
據(jù)了解，政務(wù)信息安全、金融數(shù)據(jù)傳輸、智慧城市管理等都是“量子+”的主要應(yīng)用領(lǐng)域。
“作為新型信息基礎(chǔ)設(shè)施，全國性的量子城域網(wǎng)建設(shè)遵循一定的節(jié)奏和規(guī)律，需要做好整體規(guī)劃和部署。目前基本可以確定的是，優(yōu)先在一線城市及省會城市進行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，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(yè)務(wù)服務(wù)能力，隨著業(yè)務(wù)發(fā)展，逐步擴大規(guī)模，最終實現(xiàn)全量覆蓋。”朱雁平表示。
不過，由于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，量子通信的相關(guān)應(yīng)用普及度不高，需要產(chǎn)業(yè)各界進一步創(chuàng)新推出“殺手锏”應(yīng)用，推動量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入正循環(huán)。
此外，已有的量子科技相關(guān)鼓勵政策較為宏觀，各地政府支持量子相關(guān)項目力度不一，朱雁平提出，希望國家相關(guān)部門能盡快出臺統(tǒng)一、可落地的全國量子安全基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)指導(dǎo)規(guī)劃，以保持我國在量子基礎(chǔ)設(shè)施能力上的全球領(lǐng)先。 
