移动通信网 云坪
8月27日,未来产业大会?未来信息主题交流活动在成都天府国际会议中心举行,本次活动以“量子筑基?安联未来”为主题,由中国电子信息产业发展研究院、成都市经济和信息化局联合主办,参会规模达1000人,汇聚政产学研用金全链条主体。国科量子通信网络有限公司量子网络工程研究院技术总监华安在会上发表题为《量子通信前沿探索与实践》的演讲,系统披露了我国广域量子保密通信骨干网的建设进展。据其介绍,国家广域量子保密通信骨干网络于2018年获批建设,由国科量子负责建设运营,2018年至2022年间建成,干线总里程突破10000公里,覆盖17个省份约80座城市,配套十余座量子城域网,并通过地面站与“墨子号”、济南一号量子微纳卫星实现星地互联。目前该网络已完成密改密评,实现全网安全合规,据国外机构报告评估处于全球领先地位,商业化应用条件已然成熟。近五年量子信息科学连续斩获国际顶级学术奖项——2022年诺贝尔物理学奖表彰纠缠光子实验与贝尔不等式违反研究,2025年诺贝尔物理学奖聚焦宏观量子隧穿与能量量子化,BB84协议提出者亦获图灵奖,量子密码学被普遍视为未来数十年数字通信安全的重要保障。
【关键数据】
[1] 国家量子骨干网干线总里程突破10000公里,覆盖17个省份约80座城市(座)
[2] 京沪干线全长超2000公里,2013年获国家发展改革委批复(公里)
[3] 北京至乌鲁木齐跨区域量子卫星密钥分发距离2400公里(公里)
[4] 美国《能源部量子领导法案》五年内投入超25亿美元推动量子技术商业化(美元)
[5] 欧盟计划2027年建成地面总里程超4万公里星地一体量子网络(公里)
量子通信的核心技术路径是通过量子密钥分发(QKD)实现信息论意义上的无条件安全,任何窃听行为都会扰动量子态并被通信双方察觉。华安在演讲中阐述了我国量子通信网络的分步建设逻辑:第一阶段通过光纤搭建城域网络,解决城市内政务、金融等场景的高安全通信需求;第二阶段依托可信中继、量子中继实现城际组网,突破光纤信道数百公里的传输距离限制;第三阶段依靠卫星中转完成超远距离通信,实现跨洲际、跨海域的量子密钥分发。在标准化层面,国科量子于2024年在ITU牵头完成可信中继国际标准《X.1713量子密钥分发节点保护的安全要求》,将大规模组网工程实践固化为国际规范。在自由空间量子通信领域,我国包揽国际上全部三项星地量子通信成功任务:2016年发射的全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”提前完成星地双向量子纠缠分发、星地量子密钥分发、星地量子隐形传态三大科学目标;天宫二号搭载小型化量子载荷完成空地量子网络演示;济南一号量子微纳卫星实现低成本星地实时密钥分发。目前我国正率先研制中高轨量子科学实验卫星,将开展万公里全天候密钥分发、星地时频传递等前沿研究。
全球量子科技竞争格局正在快速重塑。美国2025年出台《能源部量子领导法案》,五年内投入超25亿美元推动量子技术商业化,并计划2026年将发展重心由基础研究转向实际应用,推进跨州量子密钥分发演示以及RoQNET量子网络建设。欧盟发布《战略研究和产业议程》《量子欧洲战略》,推进泛欧量子通信基础设施建设,计划2027年建成地面总里程超4万公里星地一体量子网络,2030年前投入运营。相比之下,我国的差异化优势在于“先行建成、先行应用”——欧盟4万公里网络尚处规划阶段,我国10000公里骨干网已实际运营并完成安全合规评估。回溯技术演进史,2013年国家发展改革委批复建设全球首个远距离量子通信干线京沪干线,线路全长超2000公里,实现多城市间安全密钥分发,在人民银行、工商银行完成加密传输试点,获《自然》《经济学人》等国际刊物高度评价;2017年9月,依托京沪干线与“墨子号”,我国完成全球首次中国与奥地利洲际量子视频通话,成为量子通信发展的标志性事件。在标准话语权方面,我国在ITU牵头设立量子信息技术焦点组,在IEC/ISO牵头成立量子随机数发生器工作组,2023年8月发布首个量子保密通信国家标准《量子保密通信应用基本要求》,覆盖术语定义、网络架构、设备测试、运维服务全链条。
从产业链视角看,量子通信网络建设涉及上游核心器件(单光子探测器、量子随机数发生器、调制解调设备)、中游网络设备与系统集成、下游运营服务三个环节,其成本结构与传统保密通信有本质区别——量子骨干网需要部署大量可信中继节点,干线总里程突破10000公里的网络意味着全国范围内数十个中继站点的建设与运维投入,这也解释了为何国家发展改革委、科技部、工业和信息化部、国务院国资委需协同推进技术攻关与产业培育。国科量子将大规模组网工程实践总结形成学术成果并发表论文,展示多协议设备混合组网、大规模网络运维等核心工程突破,这种多厂商设备混合组网能力的验证,对于降低产业链单一供应商依赖、控制建设成本具有直接价值。在下游侧,我国将大规模组网工程实践与地方骨干节点、量子城域网项目结合,上海、安徽等地已落地相关基础设施,形成“国家骨干网+地方城域网+用户接入”的三级架构。华安同时坦言,量子通信属于未来产业,目前仍处于应用探索和产业培育阶段,需要加强跨行业技术融合,产业上下游与政产学研用各方需协同发力,加速技术创新与成果转化。
商业化进展是本次演讲披露的重点。金融领域,国家量子骨干网已为人民银行提供密钥在线分发服务,替代传统人工分发模式,并完成北京至乌鲁木齐2400公里的跨区域量子卫星密钥分发,验证了星地一体架构在超远距离场景的可用性。电信行业动作更为密集:中国移动启动“点亮百城”量子试验网,中国电信多个量子城域网接入国家骨干网,并已推出量子密话、量子密讯等面向大众市场的产品。2024年12月,全球首个天地一体5G量子加密通信验证完成,实现量子加密5G语音、消息与数据传输,标志着量子安全能力从专线场景向移动通信场景延伸。应用场景方面,量子通信方案可覆盖政企专网、数据中心备份、关键基础设施监控、移动终端安全服务,并为海外场站、海上能源设施提供远距离保密通信能力——后者正是传统光纤QKD难以触达、必须依靠卫星中继解决的场景。国家“十五五”规划纲要明确提出构建天地一体化量子通信网络、研制新一代量子计算机、突破量子精密测量关键技术,为骨干网向纵深应用提供了政策支撑,政务、金融、国防安全等领域被明确列为应用拓展方向。
从行业趋势看,量子通信正经历从科学实验到产业应用的关键转换期。国际上,美国25亿美元级别的投入与欧盟4万公里网络规划表明,广域量子基础设施已成为大国科技竞争的战略制高点;国内方面,三大电信运营商的集体入场——中国移动“点亮百城”试验网与中国电信量子密话产品——意味着量子安全能力开始向消费级市场渗透,2024年12月完成的天地一体5G量子加密验证则打通了量子技术与移动通信网络的融合通道。中高轨量子科学实验卫星的研制将把星地密钥分发距离从数千公里级推向万公里级,并实现全天候覆盖,这将直接决定量子通信在海外资产保护、远洋通信等场景的经济性。与此同时,挑战依然清晰:量子中继技术尚在攻关,当前骨干网依赖的可信中继架构对节点物理安全提出较高要求;跨行业技术融合不足,量子安全能力与政企现有IT系统的集成成本仍需下降。华安在演讲结尾强调,需要政产学研用各方协同发力,加速技术创新与成果转化,充分发挥量子通信的战略价值,助力我国数字安全体系建设。在美欧加码投入、标准竞争白热化的窗口期,我国凭借已建成的万公里级骨干网与全部三项星地量子通信任务的成功纪录,在广域量子通信领域保持了阶段性领先,下一阶段竞争焦点将转向应用渗透率与生态成熟度。
