8月5日,中國廣電官方發(fā)布的一篇文章——《中國廣電參與建設的量子保密通信“京滬干線”在中國人民銀行支付系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用》引起了業(yè)內的廣泛反響。
DVBCN注意到,原來是早前一日中國人民銀行一位高管署名文章《量子秘鑰分發(fā)技術在支付系統(tǒng)中的應用實戰(zhàn)》在具體敘述中涉及到的“量子‘京滬’干線”與中國廣電旗下子公司中國有線參與的量子通信項目直接相關。
在上述銀行高管的原文中指出,中國人民銀行清算總中心開發(fā)并建立的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)涉及的量子基礎設施部署于北京、上海和無錫三地數據中心,通過量子專用網絡(量子“京滬”干線+本地量子城域網)互聯(lián),采用量子密鑰分發(fā)技術實現了三地數據中心間量子密鑰的生成,產生的量子密鑰被上層量子密鑰管理系統(tǒng)調用。
中國廣電也指出,其控股的中國有線(中國有線電視網絡有限公司)是“京滬干線”項目的重要合作單位,依托中國有線運營的國家廣電光纜干線網,為“京滬干線”提供了全長2000多公里的光纖線路、32個節(jié)點的機房服務等通信基礎資源,以及北京、上海、無錫等地的城域光纖網絡資源。
對于未來的工作展望中,中國廣電也表示將繼續(xù)發(fā)揮全國一網整合后的規(guī)模化優(yōu)勢和“有線+5G”傳輸覆蓋優(yōu)勢,積極參與“京滬干線”和國家量子保密通信骨干網等各類國家級戰(zhàn)略性基礎項目建設,為更多的政用、軍用、商用、民用信息化項目做好支撐服務。
發(fā)展量子通信意義在哪里?
根據專業(yè)定義,量子通信是利用量子疊加態(tài)和糾纏效應進行信息傳遞的新型通信方式,基于量子力學中的不確定性、測量坍縮和不可克隆三大原理提供了無法被竊聽和計算破解的絕對安全性保證。其主要分為量子隱形傳態(tài)(Quantum Teleportation,簡稱QT)和量子密鑰分發(fā)(Quantum Key Distribution,簡稱QKD)兩類。
量子密鑰分發(fā),即是借助量子疊加態(tài)的傳輸測量實現通信雙方安全的量子密鑰共享,再通過一次一密的對稱加密體制,即通信雙方均使用與明文等長的密碼進行逐比特加解密操作,實現無條件絕對安全的保密通信。
在今年中央發(fā)布的《中華人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》中曾指出,要加快布局量子計算、量子通信等前沿技術,加強信息科學與生命科學、材料等基礎學科的交叉創(chuàng)新,支持數字技術開源社區(qū)等創(chuàng)新聯(lián)合體發(fā)展。另外,在在量子信息攻關方面,還提出了城域、城際、自由空間量子通信技術研發(fā)等重點任務。
中央政治局相關會議中也曾專門指出要“統(tǒng)籌基礎研究、前沿技術、工程技術研發(fā),培育量子通信等戰(zhàn)略性新興產業(yè),搶占量子科技國際競爭制高點,構筑發(fā)展新優(yōu)勢”。因此,加快研發(fā)布局量子信息技術也是至關重要的高新興技術發(fā)展戰(zhàn)略任務之一。
為何廣電也要參與量子通信實干工作?
從中國有線直接涉及的兩個項目談起:1)量子保密通信“京滬干線”;2)“星地一體”環(huán)島量子通信網絡建設
首先“京滬干線”項目是于2013年7月已立項,后于2017年8月底在合肥完成了全網技術驗收,最終在2017年9月29日正式開通。涉及線路總長超過2000公里,是世界上最遠距離的基于可信中繼方案的量子安全密鑰分發(fā)干線,目前已經接入金融、電力、政務等150余家行業(yè)用戶。因涉及對廣電干線的支持需求,因此中國有線成為了項目的參與方之一。
根據中國科學技術大學、中國科學院上海技術物理研究所、濟南量子技術研究院及中國有線電視網絡有限公司四家團隊今年在國際權威學術期刊《自然》上發(fā)表的題為“跨越4600公里的天地一體化量子通信網絡”(An integrated space-to-ground quantum communication network over 4,600 kilometres)的闡述:
該項目在量子保密通信“京滬干線”與“墨子號”量子衛(wèi)星成功對接的基礎上,構建了世界上首個集成700多條地面光纖量子密鑰分發(fā)(QKD)鏈路和兩個星地自由空間高速QKD鏈路的廣域量子通信網絡,實現了地面跨度4600公里的星地一體的大范圍、多用戶量子密鑰分發(fā),并進行了長達兩年多的穩(wěn)定性和安全性測試、標準化研究以及政務金融電力等不同領域的應用示范。論文是對上述成果的一個系統(tǒng)性總結,證明了廣域量子保密通信技術在實際應用中的條件已初步成熟。其安全性測試結果表明,“京滬干線”可以抵御目前所有已知的量子黑客攻擊,密鑰分發(fā)量可以支持1.2萬以上用戶同時使用。
而另一個項目——“星地一體”環(huán)島量子通信網絡,其實DVBCN去年也曾報道過。
根據2020年10月14日中國有線與中國科學院控股的國科量子通信網絡有限公司簽署的戰(zhàn)略合作協(xié)議,雙方一致同意在自貿港相關政策指引下,全力推進世界首個“星地一體”環(huán)島量子通信網絡建設。
按照協(xié)議,雙方將在??凇肮步êD闲堑匾惑w環(huán)島量子保密通信網絡”,共同合作打造全球第一條環(huán)島量子保密通信網絡,并同步推出“量子保密視頻會議機頂盒融合產品”。
預期的產品“量子保密視頻會議機頂盒融合產品”則是將中國有線的機頂盒和云視頻會議系統(tǒng)融合,把電視機變成視頻會議終端,并進一步結合量子保密通信技術,應用量子密鑰對云視頻會議的音視頻媒體流進行加密,保障音視頻通過互聯(lián)網傳輸的機密性。
值得注意的是,國科量子通信網絡有限公司是于2016年11月29日成立的。按照中國科學院“率先行動”計劃的部署,國科控股制定了“聯(lián)動創(chuàng)新”綱要,將量子通信作為重點產業(yè)進行布局。自2015年以來,國科控股先后投資了量子通信設備領域全球龍頭企業(yè)科大國盾量子技術股份有限公司,更聯(lián)合了阿里巴巴、中興通訊等單位成立了中國量子通信產業(yè)聯(lián)盟,而這個國科量子通信網絡有限公司也是國科控股聯(lián)合中國科學技術大學發(fā)起成立的。
整體來看,從通信企業(yè)、互聯(lián)網企業(yè)到廣電企業(yè)等等,均是參與構造量子通信等全局發(fā)展的必須力量。由于中國有線作為國家專業(yè)級跨區(qū)域廣播電視光纜傳輸運營商,主要運營著國家廣電光纜干線網,業(yè)務包括節(jié)目傳輸、電路傳輸和數據傳輸等,其擁有4萬多公里國家廣播電視光纜干線網。另外層面上,中國有線還具備通信基礎設施服務、互聯(lián)網數據傳送等基礎電信業(yè)務牌照,因此也可開展網元出租、寬帶接入等電信業(yè)務。