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好一张量子城域网

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  前不久,安徽省合肥量子城域网正式开通,实现了覆盖合肥市电子政务外网业务数据的加密传输,使得数据传输安全性大大提升。目前,在这张“网”上,统一政务信息处理平台、大数据平台等合肥市综合性平台已经上线运行,目前业务系统运行平稳。

  跻身全球前列的量子通信技术

  量子技术是我国重点布局的关键技术,《“十三五”国家科技创新规划》等国家战略规划均提及加快量子通信技术创新和产业发展。合肥量子城域网就是贯彻落实国家、省、市量子科技发展战略的具体落实。

  当前我国正加大在量子领域的战略布局,并在量子通信及量子计算等前沿科技领域跻身全球第一梯队。我国第一条量子加密通信干线“京沪干线”已于2017年9月29日正式开通,可以基于可信中继方案实现远距离的量子安全密钥分发。

  量子通信的安全性基于量子力学基本原理,不依赖于对计算复杂性的要求和假设,其安全性和理论完备性能够得到充分保证,可以有效应对计算技术以及量子计算飞速发展给传统密码体系带来的严重威胁。

  由于量子技术本身的重要性,各国普遍在量子方面加强了科研规划和布局投入。近十年来,我国各领域、各地区量子保密通信网络建设投入不断增加。国家发展改革委于2018年2月批复了“国家广域量子保密通信骨干网络”项目,将覆盖京津冀、长三角、粤港澳、成渝等重要区域,推动量子保密通信的规模化应用。

  把信息安全进行到底

  据介绍,合肥量子城域网依托电子政务外网,包含8个核心网站点、159个接入网站点,量子密钥分发网络光纤全长1147公里。因此,它也成为目前我国规模最大、用户最多、应用最全的量子保密通信城域网。

  这张“网”像是一张无形而巨大的保护罩,能够保障整个城市的信息安全。它可以通过与城市内的传统通信网络,如电子政务网、企业组网、专线等相结合,支撑起政府机关、银行、企业的安全通信服务。对于普通用户而言,量子城域网也可以作为密钥源,为量子安全通话、量子视频会议等应用提供量子密钥服务,在日常生活的多种场景下为普通人的信息安全保驾护航。

  而实现这个目标的途径,需要三大技术的联合保障,即量子密钥分发技术、量子密钥中继技术和经典-量子波分复用技术。量子密钥分发是一个通信双方协商产生共享量子密钥,使用量子态来编码信息,通过对量子态的制备、传输和检测来达到安全分发密钥的目的。利用多个量子信道上已经生成的量子密钥,经过逐跳接力传递的方式为通信双方生成用户密钥,可以扩展量子密钥分发的距离。而经典-量子波分复用技术将量子信号与经典信号通过波分复用器耦合到同一根光纤中实现共纤传输的技术,无需单独为量子信号铺设专用光纤,可以极大地节约投入成本、缩短量子加密业务上线周期。

  为了让蓝图变成现实,2021年8月,合肥市正式启动量子城域网项目建设,由国盾量子和安徽电信提供技术支持,目标是建成量子安全信息基础设施,具有核心环网网络扩展能力,未来支持向四县一市接入,也可向金融、能源、医疗等有加密需求的单位提供量子安全接入服务。项目总投资近11870万元,包含量子通信城域网建设费用、量子安全应用试点建设费用,目前新一代“合肥量子城域网”已基本完成建设,相关应用已在量子城域网运行。

  影响未来的产业圈

  合肥量子城域网正式开通后,不仅成为城市上空的“安全保护罩”,还将充分发挥产业引导作用,带动和吸引更多量子信息领域的技术创新及人才储备,通过科研成果转化,为量子产业创造更广阔的市场空间和经济价值,服务合肥数字经济发展,助力合肥打造全球“量子中心”名片。

  据介绍,量子城域网作为信息基础设施,是数字新基建的重要组成部分。自2004年开始,北京、上海等地陆续部署了一系列量子保密通信城域网建设项目,但基本上都是试验网性质。此次合肥量子城域网建设是全面采用自主可控的量子通信设备,应用业界领先的经典量子波分复用技术等,整个组网方案全球领先,是目前全国规模最大、覆盖最广、应用最多,有望成为量子通信网络的实用化标杆范例。

  以提供技术支持的安徽电信为例,为了参与量子信息产业发展,安徽电信加大研发力量和研发资源投入,积极探索量子信息技术在5G、云、物联网、大数据等领域的应用,加快推动量子科技基础研究和技术研发成果在多行业领域的融合创新应用。聚焦量子安全应用场景,服务于信息安全基础设施,开展量子安全专线、量子安全对讲、量子安全密话、量子安全移动办公、量子安全燃气表、量子安全工业互联网应用等业务应用,利用量子安全技术服务千行百业,护航国计民生。

  通过产学研结合的方式,安徽电信还与国家实验室、中国科学技术大学等开展合作,申报了国家科技创新2030重大项目相关课题,加快推动中电信量子科技加快上市步伐。同时,开展关键技术攻关和应用示范,也推动了电信行业量子通信技术标准化体系的形成。中电信量子公司还被要求在项目交付后6年内培育专业人才200人,每年完成发明专利的申请至少5项,实现量子产业收入10亿元。

  据合肥市数据资源局局长陈睿介绍,未来,合肥市将基于合肥量子城域网,与物联网、大数据、云计算、人工智能等前沿领域深度融合,进一步打造丰富的量子安全应用产品,例如,在电子政务领域探索研发量子安全云、量子安全通话、量子安全办公等,同时为智慧医疗、智慧交通、智慧金融、智慧能源等应用场景提供量子安全接入服务。(记者 陈婉婉)

2022-09-13

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