当前,量子科技研究应用主要包括量子计算、量子通信、量子测量和量子保密通信(量子密码)四大领域,其中,量子保密通信已从实验室走向大规模实际应用。面对日益严峻的网络信息安全形势,我国已将建设发展量子保密通信上升为国家层面的战略。在此背景下,我区应加快研究探索量子保密通信技术,推进量子保密通信技术行业应用和产业发展,努力打造具有广西特色的量子通信产业生态圈。
一、我国量子保密通信研究与应用取得积极成效
量子保密通信是量子密钥分发技术融合现行密码系统而形成的“绝对安全”的密码体系,因其使用物理方式而非数学方式进行密钥生成、协商、分发,从而大大提升了现行密码体系的安全性。量子保密通信行业属于信息安全行业中的密码技术分支,研究的关键技术是量子密钥分发和管理,解决的核心问题是保密,在政务、国防、金融等领域应用前景广阔。作为新兴行业,量子保密通信具有高技术壁垒的特点,从事量子密钥管理相关产品生产的企业极少。从产业领域来看,量子保密通信产业主要包括三大领域,一是量子通信产品的研发、生产、销售及技术服务;二是量子通信综合服务,就像传统电信运营商一样,其主要依托量子保密通信网提供商用服务;三是量子通信系统集成和运维服务。
在国家层面,2013年7月国家发改委批复立项量子保密通信骨干网“京沪干线”项目。2016年3月,量子通信被纳入“十三五”规划的战略性产业培育发展。2016年5月19日,中共中央、国务院印发了《国家创新驱动发展战略纲要》,明确指出量子信息技术是重要内容之一。2016年8月“墨子号”量子科学实验卫星成功发射升空。2016年底“京沪干线”全线贯通,并完成和“墨子号”星地一体化对接。2017年,国家发改委印发《关于组织实施2018年新一代信息基础设施建设工程的通知》,将以量子保密通信“京沪干线”和“墨子号”量子科学实验卫星为基础,在京津冀、长江经济带等重点区域建设量子保密通信骨干网及城域网,形成量子保密通信骨干环网。2018年3月起,开工建设“武合干线”和“沪合干线”。2019年,“京汉干线”、“汉广干线”、“粤港澳大湾区干线”等开工建设。至此,覆盖我国中东部经济较发达地区的量子保密通信骨干网基本形成。
地方实践层面,量子保密通信的发展方向主要以技术研究和政务、金融领域的应用为主。一是技术研究领域,安徽省与中科院合作成立中科院量子信息与量子科技创新研究院,总投资约70亿元。北京市联合中科院、北大、清华等院所高校成立北京量子信息科学研究院,推动超短超强激光器、量子直接通信2个产业化项目。重庆市提出提前布局量子通信网,探索量子通信信息安全加密服务应用,建设重庆至北京、上海等地的保密通信干线网,规划实施3个项目投资额约204亿元。贵州省成立贵州省量子信息和大数据应用技术研究院,主要承担量子信息应用技术和大数据应用技术研究和相关标准制定,推进量子信息和大数据应用成果产业化。长三角地区16家量子信息技术和通信龙头企业签署协议,共建长三角量子通信干网络,推动长三角地区成为具有全球影响力和竞争力的量子通信科技创新中心和产业集群高地。二是政务领域应用,目前全国已建电子政务量子保密通信网试点示范项目的省市有北京、新疆、合肥、武汉、金华、南京、海口、成都和广州共9个,试点节点总数为201个。河南省和海南省提出接入国家骨干网和大规模建设地方量子通信城域网,大力推进量子安全应用研究和建设。三是金融领域应用,已建成交通银行京沪间远程企业网银用户的量子保密通信实时交易、中国工商银行网上银行京沪异地数据的量子加密传输和灾备、阿里征信数据的异地加密传输以及量子加密流媒体视频点播等应用示范。
二、我区量子保密通信研究与应用现状、机遇与挑战
近年来,我区量子保密通信应用的政策引导力度逐步加强,2018年印发的《广西数字经济发展三年行动计划(2018-2020年)》明确提出要“探索量子通信技术在电子政务、金融服务等领域开发应用”。目前,我区正在积极开展量子保密通信技术在广西电子政务外网的试验平台构建与应用研究工作,选取4个节点组建量子保密通信试点网络,开展量子技术与政务外网通信安全的应用研究、量子技术与政务领域密码技术的创新融合研究,提出量子技术在广西政务领域落地的实施路径。
我区发展量子保密通信有以下独特优势:一是落实党中央赋予广西“三大定位”新使命和建设面向东盟的数字丝绸之路新部署有利于输出量子技术和标准,有利于构建国际量子保密通信网核心枢纽;二是广西“沿边”的特点有利于推动量子保密通信与国防应用相融合;三是在政务领域,广西自治区级电子政务网络(南宁城域网)采用自有裸光纤建设,这种网络架构更适合构建量子保密通信网,未来可率先建设成为全国最大的电子政务量子保密通信网。
同时,我区发展量子保密通信应用也面临诸多挑战:一是科技创新能力不足。量子技术属于前沿基础科学研究,目前我区暂不具备在量子科技领域的科技实力和创新能力。二是生态链存在短板。在产学研用整个生态链,我区支撑其发展所需的产学研投入不足,参与和掌握产品研发核心技术的企业数量极少,产品和应用缺少一体化解决方案。这些产业链环节的建设和培育需要多方面的协同和积淀。三是产业生态圈未形成。用户对量子保密通信缺少充分认识,且量子保密通信行业缺乏相关的标准规范、第三方产品测试、测评和认证等体系,仍需要在实践中探索形成应用、推广、认证、监管等市场机制。
三、对策建议
(一)超前谋划布局,争取搭上国家量子通信发展的快车。紧紧抓住国家加大前沿技术布局机遇,结合我区实际,将量子保密通信的研究与应用纳入自治区“十四五”规划和相关专项规划,发挥好规划引领作用。在“十四五”期间,广西要充分发挥自身有利条件,近期尽早将我区接入国家广域量子保密通信骨干网和建成电子政务南宁量子保密通信城域网,远期争取构建南宁国际量子保密通信网核心枢纽。
(二)积极参与相关法规、标准规范制定,推动示范应用。依托现有创新平台资源,加强与电子政务量子安全工程实验室(国家信息中心)、国家密码管理部门及行业领先企业的业务对接与合作,积极参与量子保密通信相关法规、技术标准规范制定和示范应用工作,推动相关法规、监管和应用体系完善和落地。以广西电子政务外网量子通信试点网络试验设施为基础平台,重点探索量子技术在政务、金融、国防、电力等领域率先推广应用,以应用促进相关产业创新发展。
(三)完善支持政策,促进产学研用协同。营造有利于量子科技产业发展的良好政策环境,引导和鼓励科研机构、企业、社会资本的投入,加强实验室和实践教育基地建设,推进科教融合、产教融合,加强校企政研协同育人,支持相关科研机构组建量子技术相关人才队伍,开展量子量子保密通信应用研究。积极参与国家级量子产业计划,依托重大工程的实施,联合开展技术研发攻关和应用研究,吸引量子技术研究机构、量子通信设备制造商、服务商等企业落地广西,培育量子通信等新兴产业。
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