在合肥量子城域網(wǎng)總控中心的大屏上，記者看到，密鑰持有量、密鑰消耗量等數(shù)據(jù)實(shí)時刷新，全長1147公里的光纖量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)如同隱形的“數(shù)字長城”，正拱衛(wèi)著約500家機(jī)關(guān)單位的信息安全……這個全國規(guī)模最大、覆蓋最廣、應(yīng)用最多的量子城域網(wǎng)，已開通運(yùn)營兩年有余。

量子城域網(wǎng)，即以量子密鑰分發(fā)技術(shù)（QKD）和密碼算法為基礎(chǔ)，與傳統(tǒng)城域光纖網(wǎng)相結(jié)合，提供基于量子加密技術(shù)的高等級安全通信服務(wù)。它的核心設(shè)備，包括量子密鑰分發(fā)（QKD）產(chǎn)品等，已能實(shí)現(xiàn)100%國產(chǎn)化。在這其中，國盾量子扮演著舉足輕重的角色。

從世界首條千公里級量子保密通信“京滬干線”，到合肥、上海、雄安新區(qū)等地的量子城域網(wǎng)，國盾量子自主研發(fā)的設(shè)備和產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用其中。2020年，國盾量子登陸科創(chuàng)板，成為A股首家也是目前唯一的量子科技上市公司，并從量子通信逐步拓展到量子計算、量子精密測量領(lǐng)域。2024年，中國電信下屬中電信量子集團(tuán)宣布，擬通過認(rèn)購增發(fā)股份成為國盾量子的第一大股東。同“國家隊(duì)”聯(lián)手，國盾量子將更快“織密”量子通信網(wǎng)絡(luò)。

自主可控：從藍(lán)圖到現(xiàn)實(shí)

在國盾量子展廳中央，六代量子密鑰分發(fā)設(shè)備井然有序地排列，體積從電冰箱迭代至充電寶……這些大小不一的“黑盒子”，是量子保密通信網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備，現(xiàn)已成功部署在“京滬干線”、“國家廣域量子保密通信骨干網(wǎng)絡(luò)”等重大項(xiàng)目，支撐建設(shè)的骨干網(wǎng)里程超過1.2萬公里。

國盾量子，顧名思義，該公司從成立之初就立志成為“國之盾牌”，通過量子通信技術(shù)來保障信息安全。2009年，脫胎于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的國盾量子，在國家鼓勵成果轉(zhuǎn)化的背景下成立，在國內(nèi)率先開啟了探索量子科技產(chǎn)業(yè)化的道路。

“公司成立之初，便致力于量子通信技術(shù)的研發(fā)。隨著經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展，國內(nèi)迫切需要一種可靠的自主可控信息安全技術(shù)。盡管當(dāng)時社會對量子科技的認(rèn)知有限，但得益于合肥先行先試的創(chuàng)業(yè)氛圍以及政府的大力支持，公司可以專注于核心技術(shù)的攻關(guān)，沒有受到外界過多的干擾和質(zhì)疑。”國盾量子副總裁唐世彪在接受證券時報記者采訪時表示，“公司剛成立不久，我們承建了合肥城域量子通信試驗(yàn)示范網(wǎng)項(xiàng)目，這是全球首個規(guī)?；牧孔油ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)，證明了量子技術(shù)產(chǎn)業(yè)化不是空想?！?/p>

量子通信采用具有量子特性的光子作為信息的載體，光子的制備、傳輸和探測環(huán)節(jié)則需要有更精密的技術(shù)來調(diào)控。早年間，這些技術(shù)涉及的設(shè)備、模塊均依賴海外進(jìn)口。

在唐世彪回憶里，公司研制第一代高速量子密鑰分發(fā)（QKD）設(shè)備原型機(jī)時的情形歷歷在目?！拔覀儙捉?jīng)周折才獲得其中的重要元器件超導(dǎo)單光子探測器與液氦。一個液氦杜瓦瓶只能使用一周，我和團(tuán)隊(duì)吃住都在實(shí)驗(yàn)室，爭分奪秒做技術(shù)攻關(guān)驗(yàn)證。另一核心元器件雪崩光電二極管，主要靠國外廠商供貨，但國外廠商對中國企業(yè)的供貨不穩(wěn)定，良品率也不高。”他說，在受制于人的被動局面下，團(tuán)隊(duì)深刻認(rèn)識到獨(dú)立掌握核心技術(shù)的重要性，決心全力以赴打破“卡脖子”困境。

為了實(shí)現(xiàn)核心元器件的自主可控，國盾量子同上下游合作伙伴以及科研院所緊密合作，僅用了4年左右的時間就基本完成了國產(chǎn)化替代。彼時，“京滬干線”已立項(xiàng)，開啟了遠(yuǎn)距離量子通信技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證，公司自主研發(fā)的產(chǎn)品和技術(shù)恰好投入其中，進(jìn)行應(yīng)用驗(yàn)證。

在量子通信領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了初步突破后，唐世彪及其團(tuán)隊(duì)又致力于將制冷處理和核心器件集成到一個緊湊的模塊中?！霸缙?，僅單光子探測器模塊就非常龐大，需要三四個模塊堆疊在一起。如今，我們的探測模塊已縮小到了大約只有一支小錄音筆那么大。若最初沒有選擇在核心技術(shù)上自主可控，我們就無法實(shí)現(xiàn)如此高度的集成?！彼硎?。

2021年，國盾量子被美國列入實(shí)體清單。不過，受益于國盾量子堅持自主可控的前瞻布局，公司量子保密通信相關(guān)產(chǎn)品及量子計算的核心組件已實(shí)現(xiàn)全面自主可控，并批量供貨給國內(nèi)其他量子科技單位，少量通用進(jìn)口元器件均有國產(chǎn)化替代方案。

“數(shù)字長城”：打造量子通信基礎(chǔ)設(shè)施

記者了解到，國內(nèi)量子通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展已經(jīng)歷三大階段，包括城域網(wǎng)、骨干網(wǎng)、星地網(wǎng)絡(luò)，最終構(gòu)成星地一體化廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)，而國盾量子的產(chǎn)品和解決方案遍布其中。

“建設(shè)城域網(wǎng)不是量子保密通信網(wǎng)絡(luò)的終點(diǎn)。未來，量子保密通信應(yīng)當(dāng)定位為服務(wù)于國家信息安全的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施。”唐世彪對記者表示，“基于量子網(wǎng)絡(luò)，我們可以將量子密鑰作為流動的資源，與物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、智慧城市、人工智能等領(lǐng)域的安全需求結(jié)合，進(jìn)而形成各類信息安全應(yīng)用解決方案，向金融、電力、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等千行百業(yè)推進(jìn)，最終形成‘網(wǎng)絡(luò)建設(shè)-接入應(yīng)用-網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容’的良性循環(huán)?！?/p>

唐世彪進(jìn)一步表示，回想上世紀(jì)90年代，安裝一部家庭電話需要支付高昂的費(fèi)用，這是因?yàn)楫?dāng)時的通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模有限，個人接入成本自然居高不下。后來，國家大力投資通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，個人通信成本得以下降，電話、網(wǎng)絡(luò)走進(jìn)了千家萬戶。未來，量子保密通信的應(yīng)用也將實(shí)踐這條道路，公司正探尋如何將其與現(xiàn)有的光纖網(wǎng)絡(luò)和其他網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施更好、更高效地融合。

“國家隊(duì)”的入主，有望讓“數(shù)字長城”的建設(shè)提速。此前，國資委已批復(fù)，原則同意中電信量子集團(tuán)通過認(rèn)購國盾量子定向發(fā)行股票等方式取得公司控制權(quán)的整體方案。發(fā)行完成后，中電信量子集團(tuán)將成為國盾量子控股股東，進(jìn)一步推動量子通信等戰(zhàn)略新興業(yè)務(wù)與中國電信基礎(chǔ)業(yè)務(wù)全面深度融合。

中國電信董事長柯瑞文表示，中國電信正在深入推動“量子+”，打造運(yùn)營商級的安全能力。在產(chǎn)品方面，公司以量子技術(shù)賦能新型安全能力，創(chuàng)新量子技術(shù)與通話、云網(wǎng)、平臺等業(yè)務(wù)融合，構(gòu)建“量子+”產(chǎn)品體系，塑造差異化的安全產(chǎn)品服務(wù)優(yōu)勢，系列量子安全產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)規(guī)模發(fā)展。在能力方面，中國電信正在構(gòu)建涵蓋量子密鑰分發(fā)（QKD）、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，建成合肥、雄安、上海等重點(diǎn)城市量子城域網(wǎng)，并形成“一網(wǎng)一池一平臺”的量子安全基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方案。

“國盾量子將充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，未來將進(jìn)一步推進(jìn)設(shè)備小型化和集成化研發(fā)，自主研發(fā)量子通信衛(wèi)星組網(wǎng)技術(shù)，推動形成覆蓋全球的基于自由空間的量子密鑰服務(wù)能力，并與國家骨干網(wǎng)聯(lián)合組建星地一體量子通信網(wǎng)絡(luò)?！眹芰孔佣赝磳τ浾弑硎?，公司將積極投身有關(guān)建設(shè)。

步步為營：為規(guī)模化應(yīng)用打好基礎(chǔ)

世界經(jīng)濟(jì)論壇與埃森哲在今年9月聯(lián)合發(fā)布的報告提到，預(yù)計在未來25年內(nèi)，全球量子信息網(wǎng)絡(luò)將成為現(xiàn)實(shí)，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的一個關(guān)鍵是使用衛(wèi)星或地面量子中繼器。目前，只有中國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了長距離傳輸，建立了一個4600公里的星地一體化廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)。

當(dāng)前，第二次量子革命方興未艾，中國穩(wěn)居第一方陣。在量子通信潮流中，中國正著力成為產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)者，國盾量子也站在了舞臺中央。

國盾量子在量子通信領(lǐng)域的核心競爭力，也體現(xiàn)在獨(dú)家專利和標(biāo)準(zhǔn)制定的參與上。截至2024年7月，國盾量子擁有國內(nèi)外授權(quán)專利550項(xiàng)。據(jù)德溫特國際權(quán)威專利數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計，公司在量子通信相關(guān)領(lǐng)域的同族專利數(shù)量位居全球第一。公司已主導(dǎo)、參與100余項(xiàng)國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)研制工作。

隨之提升的還有中國在國際標(biāo)準(zhǔn)制定上的話語權(quán)。唐世彪說，“早年在量子通信相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)的制定過程中，部分國家對中國的參與設(shè)置重重障礙，讓我們面臨巨大壓力。然而，中國卻擁有獨(dú)一無二的一項(xiàng)優(yōu)勢：豐富的產(chǎn)業(yè)工程經(jīng)驗(yàn)。特別是隨著‘京滬干線’的開通，各國主動尋求中國參與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定，并期盼中國能發(fā)揮牽頭引領(lǐng)的作用?！?/p>

面向未來，唐世彪表示，公司仍將保持較大力度的研發(fā)投入，以鞏固在量子通信領(lǐng)域的先發(fā)優(yōu)勢。一方面，持續(xù)提升量子通信組網(wǎng)產(chǎn)品性能，繼續(xù)攻關(guān)量子密鑰分發(fā)產(chǎn)品的集成化、小型化和關(guān)鍵器件的芯片化，發(fā)展更高速率和更遠(yuǎn)距離的量子密鑰分發(fā)能力；另一方面，針對通信、能源等行業(yè)進(jìn)行重點(diǎn)部署，為下一步的規(guī)模化應(yīng)用打好基礎(chǔ)。

與此同時，一些全行業(yè)面臨的瓶頸和痛點(diǎn)也亟待攻克。例如，未來量子保密通信網(wǎng)絡(luò)將扮演基礎(chǔ)設(shè)施的角色，這對標(biāo)準(zhǔn)、體系的要求極高，目前尚未實(shí)現(xiàn)。

“這個建設(shè)過程涉及眾多要素，其中之一便是，如何有效利用生成的密鑰，并確保其使用方式符合標(biāo)準(zhǔn)、形成體系，以便不同廠商的設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)互通?！碧剖辣氡硎?，這一領(lǐng)域尚未形成統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，需要產(chǎn)業(yè)界和監(jiān)管部門的共同努力來推動這一進(jìn)程。

此外，從全產(chǎn)業(yè)鏈角度看，隨著量子密鑰分發(fā)產(chǎn)品朝著小型化演進(jìn)、關(guān)鍵器件朝著芯片化發(fā)展，上游基礎(chǔ)材料的穩(wěn)定供應(yīng)和自主可控問題也擺上了臺面。相比西方發(fā)達(dá)國家，我國在部分基礎(chǔ)材料上仍有明顯差距。“這需要政策支持，也需要上下游一起通力合作來解決?！碧剖辣胝f。

責(zé)編：葉舒筠

校對：趙燕