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量子保密通信產業鏈上游關鍵器件已基本實現自主可控,中下游領域力量也在不斷積聚,未來量子通信將實現區域擴展、產品擴展、應用擴展
□ 孫克廣
隨著中國科學技術大學發布76個光子的量子計算原型機“九章”,我國已成為全球第二個實現“量子優越性”的國家,從技術層面展示了我國量子科技發展的領先性,也體現了發展“量子安全”的緊迫性。近日,中國信息協會牽頭舉辦“2020量子安全應用開發論壇”,并發布國內首部以“量子安全”為主題的白皮書。
濟南量子技術研究院院長、清華大學教授王向斌表示,量子安全意味著信息安全即使面對量子計算的挑戰也能得到保證。目前以量子通信、計算以及精密測量為代表的量子科技,可以在信息安全、運算效率、測量精度等方面突破經典技術的瓶頸,是事關國家安全和社會經濟高質量發展的戰略性領域,對于未來國家科技競爭、新興產業培育、國防和經濟建設等領域有重要戰略意義。
中國信息協會最新發布的《2020量子安全白皮書》(以下簡稱《白皮書》)顯示,量子信息技術和密碼學正在承擔合力推動信息安全進入新時代的歷史重任。經過多年的技術積累和項目實踐,國內外已經形成了以量子保密通信技術為核心的較為完整的量子保密通信產業鏈。下一步發展需要進一步凝聚共識、協同創新,也需要科研進一步服務產業,推進技術應用。
量子安全重要性日益凸顯
各類應用場景都具有量子安全技術的應用需求,實踐量子安全保障已具現實意義
12月4日,中國科學技術大學宣布該校潘建偉、陸朝陽等人成功構建76個光子的量子計算原型機“九章”,這一突破使我國成為全球第二個實現“量子優越性”的國家。
量子計算與量子通信存在著“矛”與“盾”的奇妙聯系。以量子計算為代表的計算能力正在飛躍發展,對基于大數分解、離散對數等數學難題的公鑰密碼體系帶來前所未有的挑戰。能夠抵抗量子計算挑戰重任的密碼技術重要性日益凸顯。
與此同時,信息通信技術的快速發展,使得國家、機構、個人的信息安全需求與日俱增。在信息通信技術的主要應用場景中,如各類終端設備、連通各設備的網絡連接、云計算等運營模式的數據中心、以區塊鏈為代表的各類新興密碼應用,都存在被量子計算攻擊的廣泛可能性。因此,各類應用場景都具有量子安全技術的應用需求。
《白皮書》指出,雖然距離第一臺能破解典型公鑰密碼的量子計算機出現可能還需10年甚至20年時間,但國家、機構甚至個人的核心數據保密年限需求也會達到數十年之久,其將面臨諸如現在被截獲和存儲、將來被破譯等安全風險。因此,實踐量子安全保障已具現實意義。
量子安全技術是多學科、多行業共同努力的方向。目前,國內外實現量子安全主要有兩大路線,包括“量子密碼技術”與“抗量子計算密碼技術”(PQC),其中“量子密碼技術”又包括量子密鑰分發(QKD)和量子隨機數等。當前,QKD技術日臻成熟、商業產品已經投入實踐;PQC也正在廣泛征集、快速發展。
“量子+”產業生態加速建立
我國密碼算法設計競賽和標準化工作已經展開,一批致力于PQC應用的創新創業團隊也正在積極作為