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量子保密通信產(chǎn)業(yè)鏈上游關(guān)鍵器件已基本實(shí)現(xiàn)自主可控，中下游領(lǐng)域力量也在不斷積聚，未來量子通信將實(shí)現(xiàn)區(qū)域擴(kuò)展、產(chǎn)品擴(kuò)展、應(yīng)用擴(kuò)展
□ 孫克廣
隨著中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)發(fā)布76個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)“九章”，我國已成為全球第二個(gè)實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”的國家，從技術(shù)層面展示了我國量子科技發(fā)展的領(lǐng)先性，也體現(xiàn)了發(fā)展“量子安全”的緊迫性。近日，中國信息協(xié)會(huì)牽頭舉辦“2020量子安全應(yīng)用開發(fā)論壇”，并發(fā)布國內(nèi)首部以“量子安全”為主題的白皮書。
濟(jì)南量子技術(shù)研究院院長、清華大學(xué)教授王向斌表示，量子安全意味著信息安全即使面對量子計(jì)算的挑戰(zhàn)也能得到保證。目前以量子通信、計(jì)算以及精密測量為代表的量子科技，可以在信息安全、運(yùn)算效率、測量精度等方面突破經(jīng)典技術(shù)的瓶頸，是事關(guān)國家安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略性領(lǐng)域，對于未來國家科技競爭、新興產(chǎn)業(yè)培育、國防和經(jīng)濟(jì)建設(shè)等領(lǐng)域有重要戰(zhàn)略意義。
中國信息協(xié)會(huì)最新發(fā)布的《2020量子安全白皮書》（以下簡稱《白皮書》）顯示，量子信息技術(shù)和密碼學(xué)正在承擔(dān)合力推動(dòng)信息安全進(jìn)入新時(shí)代的歷史重任。經(jīng)過多年的技術(shù)積累和項(xiàng)目實(shí)踐，國內(nèi)外已經(jīng)形成了以量子保密通信技術(shù)為核心的較為完整的量子保密通信產(chǎn)業(yè)鏈。下一步發(fā)展需要進(jìn)一步凝聚共識(shí)、協(xié)同創(chuàng)新，也需要科研進(jìn)一步服務(wù)產(chǎn)業(yè)，推進(jìn)技術(shù)應(yīng)用。
量子安全重要性日益凸顯
各類應(yīng)用場景都具有量子安全技術(shù)的應(yīng)用需求，實(shí)踐量子安全保障已具現(xiàn)實(shí)意義
12月4日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)宣布該校潘建偉、陸朝陽等人成功構(gòu)建76個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)“九章”，這一突破使我國成為全球第二個(gè)實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”的國家。
量子計(jì)算與量子通信存在著“矛”與“盾”的奇妙聯(lián)系。以量子計(jì)算為代表的計(jì)算能力正在飛躍發(fā)展，對基于大數(shù)分解、離散對數(shù)等數(shù)學(xué)難題的公鑰密碼體系帶來前所未有的挑戰(zhàn)。能夠抵抗量子計(jì)算挑戰(zhàn)重任的密碼技術(shù)重要性日益凸顯。
與此同時(shí)，信息通信技術(shù)的快速發(fā)展，使得國家、機(jī)構(gòu)、個(gè)人的信息安全需求與日俱增。在信息通信技術(shù)的主要應(yīng)用場景中，如各類終端設(shè)備、連通各設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)連接、云計(jì)算等運(yùn)營模式的數(shù)據(jù)中心、以區(qū)塊鏈為代表的各類新興密碼應(yīng)用，都存在被量子計(jì)算攻擊的廣泛可能性。因此，各類應(yīng)用場景都具有量子安全技術(shù)的應(yīng)用需求。
《白皮書》指出，雖然距離第一臺(tái)能破解典型公鑰密碼的量子計(jì)算機(jī)出現(xiàn)可能還需10年甚至20年時(shí)間，但國家、機(jī)構(gòu)甚至個(gè)人的核心數(shù)據(jù)保密年限需求也會(huì)達(dá)到數(shù)十年之久，其將面臨諸如現(xiàn)在被截獲和存儲(chǔ)、將來被破譯等安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，實(shí)踐量子安全保障已具現(xiàn)實(shí)意義。
量子安全技術(shù)是多學(xué)科、多行業(yè)共同努力的方向。目前，國內(nèi)外實(shí)現(xiàn)量子安全主要有兩大路線，包括“量子密碼技術(shù)”與“抗量子計(jì)算密碼技術(shù)”（PQC），其中“量子密碼技術(shù)”又包括量子密鑰分發(fā)（QKD）和量子隨機(jī)數(shù)等。當(dāng)前，QKD技術(shù)日臻成熟、商業(yè)產(chǎn)品已經(jīng)投入實(shí)踐；PQC也正在廣泛征集、快速發(fā)展。
“量子+”產(chǎn)業(yè)生態(tài)加速建立
我國密碼算法設(shè)計(jì)競賽和標(biāo)準(zhǔn)化工作已經(jīng)展開，一批致力于PQC應(yīng)用的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)也正在積極作為
