首張運營商級量子城域網！除了通信，還能怎麼用？
9月24日，第24屆中國國際工業博覽會在國家會展中心（上海）開幕。開幕式前，上海市委副書記、市長龔正，工信部副部長單忠德一行參觀了中國電信展位，察看中國電信上海公司（以下簡稱上海電信）量子密鑰分發城域網，詳細瞭解上海電信“X+量子”能力模式、重點區域量子能力建設、重點行業量子賦能及創新應用落地等方面情況。
大力發展未來產業，是引領科技進步、帶動產業升級、培育新質生產力的戰略選擇。量子信息，作爲事關國家信息安全的戰略新興領域，既是未來產業的重要組成部分，亦是塑造新質生產力的關鍵引擎。上海，是國內最早佈局未來產業的城市之一，亦是我國量子信息技術的重要策源地和量子基礎設施佈局的重鎮。
作爲建設這座城市“數字底座”的“國家隊”和“主力軍”，上海電信早佈局、快行動，目前已在上海區域內建成量子密鑰分發城域網——國內首張運營商級的商用密鑰分發網絡，並在今年7月成功揭榜2024年度上海市未來產業試驗場 “揭榜掛帥”量子科技領域項目，開啓“基於抗量子計算的城市級密鑰分發基礎設施建設及應用推廣探索”新徵程。
截至目前，上海量子城域網已經完成了一期建設7個節點，實現上海外環內覆蓋率100%，可支持不少於100萬的用戶容量，並已在四個場景實際落地應用。同時，以上海爲首城起點，預計到今年年底，中國電信將在全國10—15個城市部署量子城域網，未來將逐漸與骨幹網打通，加上天上的墨子號量子通信衛星，最終形成天地一體的量子通信網。
爲千行百業打造“安全盾”
“基於上海量子城域網底座能力，我們在行業客戶安全通話、安全辦公、安全組網、安全平臺四大場景已經有產品能力開發與運營落地。”上海電信工作人員向參觀的領導介紹道，以安全辦公場景爲例，上海電信量子視頻雲會議已在寶山區政府2個主會場和15個街鎮分會場落地，通過中國電信自研的量子云會議系統、量子密碼服務平臺，實現了視頻通信內容端到端加密，保護會議數據安全。
“量子通話撥號中，雙方已開通密話……”展臺上，兩部量子密信手機終端也很“吸睛”，工作人員現場演示了國內首個運營商級的量子加密通話產品——量子密信，通過將量子加密技術與即時通信技術緊密融合，實現了消息一次一密、音視頻通話全幀加密、多人羣聊文件傳輸加密等功能，“可以防止電話被竊聽、信息被攔截”。
作爲我國量子信息技術的重要策源地和量子基礎設施佈局的重鎮，上海一直以來高度重視量子科技的發展。
今年3月，上海市經信委組織開展未來產業試驗場“揭榜掛帥”，聚焦量子科技、生物製造、6G技術等重點領域展開鏈式攻關，探索解決未來技術應用難的問題。“揭榜掛帥”受到上海市委、市政府高度重視和大力支持，根據要求引入DARPA創新管理機制。
今年7月，“揭榜掛帥”結果揭曉。上海電信等單位提交的“基於抗量子計算的城市級密鑰分發基礎設施建設及應用推廣探索項目”，在激烈競爭中脫穎而出，成爲入選“揭榜掛帥”榜單上的唯一量子項目。
“量子技術可謂人類目前最前沿、最具挑戰性的科技之一，需要深厚的科研實力和大量的資源投入，面臨着諸多技術難題和應用推廣的壓力。迄今爲止，全世界在量子科技領域仍處於不斷探索和發展的階段，尚未實現大規模的商業化應用。這成爲限制量子通信技術快速發展和廣泛應用的一大瓶頸。”量子科技領域DARPA創新管理機制“項目經理人”負責人、上海電信副總經理胡偉良指出。
據瞭解，上海電信正積極構築和不斷完善“X+量子”DICT能力體系，如“通話+量子”“安全辦公+量子”“專線+量子”“物聯網+量子”等，爲千行百業打造前所未有的“安全盾”。
首張運營商級量子城域網
量子計算的快速發展正對基於公鑰密碼體制的信息安全提出了嚴峻的挑戰。
2023年2月，量子防禦公司（QD5）預測，可能最快在2025年，世界就會迎來Q-Day（量子計算攻破現有加密體系）。根據預測，如破解2048位RSA密碼，利用現有最快的超級計算機需要46億年，而利用2000萬個量子比特的計算機，僅需要數小時。
隨着量子計算的加速成熟，傳統城域網的加密技術將遭遇前所未有的挑戰。面對這一挑戰，中國電信推出的量子城域網爲城市信息安全築起了堅不可摧的堡壘。
量子城域網以量子密鑰分發(QKD)技術爲核心，在城域內構建抗量子計算的新型安全基礎設施。結合分佈式量子密碼服務管理平臺、量子幹線資源，爲政務、金融、交通、工業互聯網等關鍵行業提供統一的量子密鑰服務和應用服務。
上海電信量子城域網是首張運營商級的商用密鑰分發網絡，通過構建能夠抵禦量子計算攻擊的安全密鑰分發系統，利用量子密鑰的不可預測性，幫助各行各業提升安全能級推動量子安全技術在城市級基礎設施中的應用，爲城市級網絡安全提供堅實保障，讓“竊密者”無處下手、無計可施。
隨着量子城域網的建成，上海電信不斷探索其在各行業的核心應用場景，如量子專線應用、量子云會議、量子密改等，並配合區域發展規劃先行先試，在松江G60科創走廊率先發布量子應用場景。
如在金融行業，不久前某知名商業銀行與上海電信達成合作，利用量子城域網爲這家商業銀行位於不同地方的數據中心提供加密傳輸，保障數據流通高度安全。如在教育行業，上海電信爲某高校的校園專網提供量子加密，確保校園網絡內部的重要信息，如科研數據等受到安全保護。
據悉，上海電信在中國電信集團內部率先完成了運營商級量子城域網建設。在這過程中，上海電信克服了諸多挑戰，如量子網絡和經典網絡如何適配、設備如何互通等等。
向天地一體量子通信網邁進
工信部等十一部門近期發佈《關於推動新型信息基礎設施協調發展有關事項的通知》（以下簡稱通知），對新型信息基礎設施的形態做出明確定義，其中量子信息與人工智能、區塊鏈一起，被歸類於新技術基礎設施——基於新技術形成的基礎設施形態。
這並非量子信息第一次“出圈”。早在2021年，“十四五”規劃《綱要》中便對新型基礎設施建設做出專門部署，國家發改委在解讀“新型基礎設施”的時候提到，要加強量子通信、量子計算、新型網絡基礎架構研究，適時開展試驗網絡建設和應用探索，超前佈局培育新型基礎設施形態。
當前，中國電信正加快構建全國量子安全新型基礎設施，構建縱橫相連、跨域互通的服務能力。
“中國電信正深入推動量子+，打造運營商級的安全能力。”中國電信董事長柯瑞文在不久前的中期業績說明會上透露，基於QKD（量子密鑰分發）、PQC抗量子加密等技術體系，中國電信正構建涵蓋量子密鑰分發、量子密碼資源池和量子密碼管理平臺的量子安全基礎設施，形成“一網一池一平臺”的量子安全基礎設施建設方案。
中國電信旗下的中電信量子集團是目前國內唯一一家在QKD和PQC兩條抗量子攻擊安全路線上“齊步走”的企業，作爲國務院國資委確定的首批啓航企業，中電信量子目前已推出量子科技產品20餘款，應用範圍涵蓋政務、應急、工業、金融等10多個行業。
“中國量子科技正處於科研產業化的爆發前夜。”中電信量子集團相關人士表示，量子是面向未來的產業，技術門檻較高，投入期較長，此時政府的示範效應便非常重要，通過“這隻隱形的手”，加速示範應用的先行先試，有利於政務、金融、能源等重要行業率先進入“量子安全時代”，同時，電信運營商建設的量子城域網，結合分佈式量子密碼服務管理平臺、量子幹線資源，將大幅降低政府及企業使用量子加密服務的成本，上海、安徽、廣東等地都在爭相打造這張新的“未來產業名片”。
隨着Q-Day日益臨近，美、歐、韓等國家和地區在量子通信網絡基礎設施建設方面都加快了步伐，美國發射多種量子通信衛星，歐洲於2023年啓動了QUDICE衛星網絡項目和EuroQCI量子通信基礎設施計劃，韓國建設800公里QKD網絡等。
新時代的全球“安全攻防戰”中，中國電信正在“鑄盾”。未來，中國電信的量子城域網將在量子計算時代下爲重要數據的長期安全性保駕護航，如敏感信息的傳輸加密保護、關鍵數據存儲加密、終端的安全接入認證等安全服務，徹底解除傳統城域網的“後顧之憂”。
（責任編輯：韓麗）
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