中國(guó)電信如何高質(zhì)量發(fā)展？量子戰(zhàn)略是重要抓手

近日，筆者有幸參與了“高質(zhì)量發(fā)展看電信”媒體行活動(dòng)，深入探尋這一重視科技創(chuàng)新的運(yùn)營(yíng)商，在量子領(lǐng)域的步伐與成就。在本次探訪中，筆者不僅見證了中國(guó)科學(xué)院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院(以下簡(jiǎn)稱量子創(chuàng)新院)、中國(guó)電信攜手國(guó)盾量子發(fā)布量子計(jì)算芯片“驍鴻”，更深入了解到了中國(guó)電信在量子領(lǐng)域的戰(zhàn)略布局。

量子技術(shù)已經(jīng)成為各國(guó)科技創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)的重要領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用也從夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。而在國(guó)內(nèi)，記得在2023年數(shù)字科技生態(tài)大會(huì)上，中國(guó)電信就確立了云計(jì)算及算力、人工智能、安全、數(shù)字平臺(tái)、大數(shù)據(jù)、量子、新一代信息通信七大戰(zhàn)略性新興業(yè)務(wù)，并成立中電信量子信息科技集團(tuán)有限公司，全部布局量子信息領(lǐng)域。

中國(guó)電信董事長(zhǎng)柯瑞文在今年3月曾表示，量子通信技術(shù)為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供安全、創(chuàng)新、融合的支撐，并注入新的活力。

歲月如梭，轉(zhuǎn)眼間已是一年光景，中國(guó)電信在量子通信領(lǐng)域的成績(jī)究竟如何？其戰(zhàn)略布局又是怎樣的呢？

01、外部安全危機(jī)四伏，量子競(jìng)爭(zhēng)激烈

目前，網(wǎng)絡(luò)竊密、光纖攻擊等事件頻發(fā)，網(wǎng)絡(luò)安全成為各國(guó)關(guān)注焦點(diǎn)。我國(guó)提出要充分認(rèn)識(shí)保密工作的極端重要性和現(xiàn)階段面臨的復(fù)雜嚴(yán)峻形勢(shì)。

隨著量子計(jì)算技術(shù)的快速發(fā)展，其潛在的強(qiáng)大計(jì)算能力正在對(duì)傳統(tǒng)的信息安全體系構(gòu)成嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。各國(guó)在加強(qiáng)量子安全通信技術(shù)研究和開發(fā)，并采取其他措施來應(yīng)對(duì)量子計(jì)算的威脅。比如，美國(guó)加快布局關(guān)鍵IT系統(tǒng)向抗量子計(jì)算遷移。

行業(yè)普遍認(rèn)為，在量子計(jì)算的攻擊面前，能抗量子計(jì)算的安全就是量子安全。目前，主要方式為后量子密碼（PQC）、量子密鑰分發(fā)（QKD）兩種方式。

近年來，隨著量子密鑰分發(fā)（QKD）、量子糾纏分發(fā)、量子隱形傳態(tài)等技術(shù)的快速發(fā)展和實(shí)用化，量子通信行業(yè)逐漸進(jìn)入了大眾視野。全球量子通信行業(yè)呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈。

在量子計(jì)算領(lǐng)域，全球更是開啟“量子霸權(quán)”和“量子比特”競(jìng)賽，中國(guó)、美國(guó)、加拿大等國(guó)均加速布局。以我國(guó)為例，2019年10月，美國(guó)谷歌發(fā)布懸鈴木；2020年12月，我國(guó)中科大發(fā)布九章；2022年6月，加拿大Xanadu發(fā)布北極光；2023年7月，美國(guó)谷歌發(fā)布懸鈴木二號(hào)。

從目前量子計(jì)算競(jìng)爭(zhēng)格局看，我國(guó)的祖沖之二號(hào)達(dá)到176量子比特，美國(guó)懸鈴木達(dá)到193量子比特，加拿大北極光達(dá)到216光子。我國(guó)九章三號(hào)達(dá)到255光子。量子計(jì)算的競(jìng)爭(zhēng)激烈，你追我趕。

02、以芯片為基石，加速產(chǎn)業(yè)發(fā)展

在本次活動(dòng)中，中國(guó)科學(xué)院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院向國(guó)盾量子交付了一款504比特超導(dǎo)量子計(jì)算芯片“驍鴻”，用于驗(yàn)證國(guó)盾量子自主研制的千比特測(cè)控系統(tǒng)。據(jù)悉，“驍鴻”芯片將通過中電信量子集團(tuán)的“天衍”量子計(jì)算云平臺(tái)等向全球開放。

或許很多人對(duì)量子計(jì)算并不了解。筆者先為大家簡(jiǎn)單普及一下。量子計(jì)算是一種遵循量子力學(xué)規(guī)律調(diào)控量子信息單元進(jìn)行計(jì)算的新型計(jì)算模式。與經(jīng)典計(jì)算不同，量子計(jì)算以量子比特（qubit）為基本運(yùn)算單元，能突破經(jīng)典算力瓶頸。

我們都知道，在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)中，信息的基本單位是比特，它只能存儲(chǔ)0或1這兩種狀態(tài)中的一種。在量子計(jì)算中，信息的基本單位則成了量子比特，它不僅可表示0或1，還可以同時(shí)表示0和1的疊加態(tài)。這就好比我們?nèi)粘Ｍ娴摹岸砹_斯方塊”，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)每次只能放一個(gè)方塊，而量子計(jì)算機(jī)一次可放置多個(gè)疊加方塊，性能大幅提升。

在了解量子計(jì)算的強(qiáng)大后，我們?cè)倩仡^聊本次發(fā)布的量子計(jì)算芯片。它就是執(zhí)行量子計(jì)算和量子信息處理的核心，也是量子計(jì)算行業(yè)發(fā)展的基石。據(jù)了解，本次發(fā)布的量子計(jì)算芯片“驍鴻”刷新了國(guó)內(nèi)超導(dǎo)量子比特?cái)?shù)量的紀(jì)錄，也就是說可以一次性疊加更多的方塊。

對(duì)于“驍鴻”芯片價(jià)值，量子創(chuàng)新院研究員龔明指出，“驍鴻”芯片的主要目的，是為了推動(dòng)大規(guī)模量子計(jì)算測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展，更多考慮的是通過集成更多的比特?cái)?shù)和實(shí)現(xiàn)各單項(xiàng)指標(biāo)，來滿足測(cè)控系統(tǒng)驗(yàn)證的需求。

對(duì)于“驍鴻”芯片未來應(yīng)用，國(guó)盾量子計(jì)算負(fù)責(zé)人王哲輝介紹道，“驍鴻”芯片將在國(guó)盾量子千比特測(cè)控系統(tǒng)上進(jìn)行單比特門、雙比特門、讀取操作及測(cè)控系統(tǒng)性能測(cè)試，測(cè)試工作預(yù)計(jì)在今年8月前完成。（中國(guó)電信控股國(guó)盾量子）

中國(guó)電信如何基于“驍鴻”芯片，加速量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)發(fā)展？此時(shí)，我們不得不提“驍鴻”芯片發(fā)布平臺(tái)“天衍”量子計(jì)算云平臺(tái)。筆者在現(xiàn)場(chǎng)了解到，“天衍”量子計(jì)算云平臺(tái)是中國(guó)電信專為量子計(jì)算領(lǐng)域所打造。該平臺(tái)基于電信天翼云“國(guó)云”優(yōu)勢(shì)，已實(shí)現(xiàn)“天翼云”超算能力和176量子比特超導(dǎo)量子計(jì)算能力的融合。

面向未來，中國(guó)電信將依托“驍鴻”芯片研發(fā)量子計(jì)算整機(jī)，接入“天衍”量子計(jì)算云平臺(tái)，開放給全球用戶使用。

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士、中電信量子集團(tuán)副總經(jīng)理王振強(qiáng)調(diào)道：“500+比特量子計(jì)算機(jī)的云端接入，可以高效承載各領(lǐng)域用戶對(duì)有實(shí)用價(jià)值的問題和算法開展研究，加速量子計(jì)算在實(shí)際場(chǎng)景中的應(yīng)用，引領(lǐng)量子計(jì)算生態(tài)的快速發(fā)展。”

03、以戰(zhàn)略為綱，共創(chuàng)產(chǎn)業(yè)未來

筆者不僅在本次活動(dòng)中看到中國(guó)電信在量子計(jì)算領(lǐng)域最新舉措，更窺見其在量子計(jì)算領(lǐng)域的戰(zhàn)略布局。

中國(guó)電信在戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中扮演著重要角色。它重點(diǎn)承接了新一代移動(dòng)通信、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等未來產(chǎn)業(yè)的六大重點(diǎn)領(lǐng)域，并重點(diǎn)布局了云、網(wǎng)、數(shù)、智、安、量以及數(shù)字平臺(tái)等七大領(lǐng)域的新業(yè)務(wù)。中國(guó)電信在未來產(chǎn)業(yè)六大重點(diǎn)領(lǐng)域中，將重點(diǎn)布局代表未來信息發(fā)展趨勢(shì)的量子信息領(lǐng)域。

據(jù)悉，中國(guó)電信正積極加大對(duì)量子信息科技這一戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的投入力度，致力于成為全球領(lǐng)先的量子科技企業(yè)。

對(duì)此，中國(guó)電信成立中電信量子信息科技集團(tuán)有著四大規(guī)劃。

一是在產(chǎn)業(yè)方面，中國(guó)電信抗量子的新型安全基礎(chǔ)設(shè)施體系，以應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的信息安全挑戰(zhàn)。同時(shí)，中國(guó)電信還積極申報(bào)量子通信現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈鏈長(zhǎng)單位和原創(chuàng)技術(shù)策源地。

二是在科技方面，中國(guó)電信積極申報(bào)量子方向的國(guó)家技術(shù)創(chuàng)新中心和全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，并已承接科技創(chuàng)新2030重大科技攻關(guān)項(xiàng)目。

三是在人才方面，中國(guó)電信引入國(guó)內(nèi)外量子領(lǐng)域的頂尖專家人才，同時(shí)加強(qiáng)校企合作，聯(lián)合培養(yǎng)量子專業(yè)博士，并設(shè)置博士后流動(dòng)站，為量子信息科技的發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的人才支撐。

四是在生態(tài)方面，中國(guó)電信采取內(nèi)生式成長(zhǎng)和外延式合作相結(jié)合的方式，整合集團(tuán)內(nèi)部資源，形成多主體乘數(shù)效應(yīng)，并以產(chǎn)學(xué)研協(xié)同為紐帶，以資本合作為驅(qū)動(dòng)，共同打造量子通信生態(tài)圈。

04、以平臺(tái)為支撐，構(gòu)建應(yīng)用生態(tài)

中國(guó)是目前世界上唯一在超導(dǎo)量子和光量子兩種物理體系上實(shí)現(xiàn)“量子計(jì)算優(yōu)越性”的國(guó)家。如何將量子計(jì)算領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)換為實(shí)際應(yīng)用？中國(guó)電信表示，產(chǎn)業(yè)需要將量子計(jì)算與云計(jì)算平臺(tái)結(jié)合，通過云平臺(tái)調(diào)用量子計(jì)算資源及超算資源，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)場(chǎng)景應(yīng)用化。

為此，中國(guó)電信形成了“DICT+量子”全場(chǎng)景能力體系，打造原生的抗量子新型安全基礎(chǔ)設(shè)施，賦能政務(wù)、教育、金融、交通等行業(yè)量子計(jì)算能力。

具體而言，中國(guó)電信原生的抗量子新型安全基礎(chǔ)設(shè)施可分為五層架構(gòu)。

其中，密碼安全設(shè)施+量子通信設(shè)備構(gòu)筑起基礎(chǔ)層，終端安全、認(rèn)證安全、傳輸安全、數(shù)據(jù)安全、系統(tǒng)安全筑起能力層，量子業(yè)務(wù)管理平臺(tái)+量子密碼服務(wù)平臺(tái)構(gòu)建起平臺(tái)層，通話+量子、網(wǎng)+量子、云+量子、平臺(tái)+量子筑起產(chǎn)業(yè)層，量子安全通話與辦公、量子安全組網(wǎng)、關(guān)鍵IT基礎(chǔ)設(shè)施及應(yīng)用系統(tǒng)加密構(gòu)建起3+N場(chǎng)景層。

中國(guó)電信更是基于3+N場(chǎng)景層布局，形成了量子重點(diǎn)產(chǎn)品圖譜，實(shí)現(xiàn)了不少的落地應(yīng)用。

應(yīng)用一：量子通話。針對(duì)電話竊聽、信息盜取和記錄截屏等安全威脅，中國(guó)電信基于“量子密鑰+定制終端+國(guó)產(chǎn)芯片+國(guó)密算法”，推出了全球首個(gè)運(yùn)營(yíng)級(jí)量子安全通話綜合解決方案，通過VoIP、VoLTE定制終端實(shí)現(xiàn)量子加密通話，利用量子密鑰提供端到端保密通信安全服務(wù)滿足各行業(yè)在不同場(chǎng)景下對(duì)加密通話和安全辦公的需求。我在展廳體驗(yàn)了基于華為Mate 60系列手機(jī)進(jìn)行的量子通話。

應(yīng)用二：量子加密對(duì)講。中國(guó)電信以量子服務(wù)安全平臺(tái)和移動(dòng)執(zhí)法管理平臺(tái)為核心，將量子安全介質(zhì)與移動(dòng)執(zhí)法終端融合，推出行業(yè)首個(gè)量子移動(dòng)集合解決方案，滿足媒體共享、調(diào)度信息等業(yè)務(wù)上信息的加密保護(hù)，滿足重大會(huì)議保障、基于地理的空間管控、應(yīng)急指揮和指揮調(diào)度等場(chǎng)景下的安全需求。

應(yīng)用三：量子安全OTN。OTN品質(zhì)網(wǎng)是運(yùn)營(yíng)商提供的一種高品質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，也是運(yùn)營(yíng)商發(fā)展政企業(yè)務(wù)的關(guān)鍵。中國(guó)電信以量子密碼技術(shù)構(gòu)筑中國(guó)電信OTN精品光網(wǎng)安全底座，面向用戶提供超高安全的OTN品質(zhì)網(wǎng)。

面對(duì)政務(wù)、公檢法、國(guó)防等高安全等級(jí)需求用戶需求，中國(guó)電信推出了基于量子安全技術(shù)的CPE網(wǎng)關(guān)解決方案，提供了敏感信息傳輸，關(guān)鍵數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等高等級(jí)安全通信服務(wù)。

場(chǎng)景四：量子加密改造。中國(guó)電信以量子密鑰為核心，發(fā)布了滿足國(guó)家密碼局評(píng)測(cè)要求的抗量子系統(tǒng)，為電信IT系統(tǒng)、云上業(yè)務(wù)系統(tǒng)、應(yīng)用和數(shù)據(jù)安全提供全面的量子加密改造解決方案。量子加密改造場(chǎng)景涵蓋電信內(nèi)部辦公、CRM、運(yùn)營(yíng)等重要IT系統(tǒng)，以及國(guó)資央企、政府等單位的關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

觀察：量子科技讓中國(guó)電信實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展

在本次探訪活動(dòng)中，筆者不僅見證了中國(guó)電信聯(lián)合產(chǎn)業(yè)伙伴發(fā)布的“驍鴻”芯片，為量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展再添濃墨重彩的一筆，更首次體驗(yàn)了中國(guó)電信在量子計(jì)算領(lǐng)域的眾多產(chǎn)品和創(chuàng)新應(yīng)用。

中國(guó)電信在量子領(lǐng)域的確是擁有全球領(lǐng)先的核心能力，推出了全球首個(gè)量子安全通話解決方案、首創(chuàng)量子和數(shù)據(jù)信道共纖傳輸、首創(chuàng)量子技術(shù)與信創(chuàng)適配融合、并構(gòu)建了量子安全技術(shù)體系、自研了全體系量子安全模組和全體系密碼產(chǎn)品。

基于這些科技創(chuàng)新，中國(guó)電信正發(fā)揮央企的引領(lǐng)帶動(dòng)作用，積極推進(jìn)量子新型基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃和建設(shè)，加強(qiáng)相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)學(xué)研合作，推動(dòng)量子新型基礎(chǔ)設(shè)施的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

可見，中國(guó)電信已是量子領(lǐng)域的執(zhí)牛耳者，并借助量子科技這個(gè)新質(zhì)生產(chǎn)力，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的發(fā)展，未來可期！