導讀:從理論突破走向產業(yè)化的過程中,量子通信仍需突破規(guī)?;a的難題。
“5G+量子”正助力量子科技邁向民用。
新年伊始,國內首款量子安全通話SIM卡——“量子密話”在安徽試點應用,這讓量子通信走進千家萬戶的理想變?yōu)榱爽F(xiàn)實。
目前,中國電信推出的這款帶有量子安全通話功能的國產手機,正面向安徽省內招募“量子密話”體驗客戶。
第一財經記者從中國電信了解到,用戶如需辦理量子安全通話產品,可攜帶身份證前往當地營業(yè)廳,更換定制的量子安全通話SIM卡,下載天翼量子安全通話APP,全程只換卡不換號,也不需更換手機。在每次通話時,用戶可自由選擇普通通話或是量子安全通話。
所謂“量子密話”,即是基于量子密鑰離線存儲的原理,在量子通信手機中預先將量子密鑰置入SIM卡中,利用量子隨機數及量子密鑰分發(fā)機制生成認證密鑰及通話密鑰,以實現(xiàn)“端到端”更安全的通信加密或鑒權認證。
“量子通信的本質就是量子密鑰的傳輸,是被嚴格證明的‘無條件安全通信方式’。” 量子物理學家,中國科學院院士潘建偉曾表示。
值得注意的是,“量子密話”傳輸的是“用后廢棄”的量子密鑰,而非信息載體本身。用戶每次發(fā)起“量子密話”時,通話會隨機抽取芯片內的一個量子密鑰與后臺建立連接、校驗身份信息,認證通過后,再另外實時生成一個新密鑰作為會話密鑰。由于認證密鑰與會話密鑰相分離,通話的語音信息即使被其他人捕捉,也無法獲得真實內容,安全性高。
事實上,從理論突破走向產業(yè)化的過程中,量子通信仍需突破規(guī)?;a的難題。
據悉,此次推出的“量子密話”是基于國產密碼芯片和國密算法,以實現(xiàn)量子密鑰的存儲以及安全通話加解密服務,能夠滿足手機的量產需求。近日,紫光國芯微電子股份有限公司(002049.SZ)已開始批量供貨“量子密話”產品需要使用的定制SIM卡。
一名從事量子通信技術研發(fā)的科研人員告訴第一財經,目前,量子保密通信主要為政務、金融、國防等機構服務。推動量子通信走向民用,除了要在研發(fā)端、供給端發(fā)力,仍需考慮到普通消費者對于量子安全通話功能的需求并不迫切,接受度也有待提高的現(xiàn)實。
第一財經記者發(fā)現(xiàn),“量子密話”在實際終端上并未采用量子技術,僅需利用安全存儲空間來存儲的量子密鑰數據。同時,在沒有信號的情況下,擁有定制的“量子SIM卡”的手機仍無法進行通話,并不具備量子通信“實時性”的特征。
國際電信聯(lián)盟FG-QIT4N量子密鑰分發(fā)網絡工作組主席馬彰超曾表示,現(xiàn)階段所研制的“量子手機”屬于QKD(量子密鑰分發(fā))移動化應用的一種過渡方案。在技術原理上,更多的是在密碼學領域取得了安全性的優(yōu)勢,而通過無線鏈路來真正實現(xiàn)“實時移動化QKD”,仍待進一步的科技突破。
目前,量子通信技術的產業(yè)化和量子器件的小型化、芯片化正成為各國在量子科技領域的發(fā)力點。
2020年5月,三星推出世界首款量子智能手機——Galaxy AQuanyum5G量子通信手機,該手機上集成了韓國電信運營商SKT與瑞士量子通信設備商ID Quantique聯(lián)合研制的量子隨機數發(fā)生器(QRNG)芯片。
據悉,此次國內推出的首款支持“量子SIM卡”安全通話的手機,是由中國電信控股的專業(yè)公司——中電信量子科技有限公司所研制。
天眼查顯示,中電信量子科技有限公司于2020年11月成立,聚焦量子通信網絡建設和運營服務。其中,量子通信技術的龍頭企業(yè)科大國盾量子技術股份有限公司(下稱“國盾量子”,688027.SH)為公司第二大股東,持有該公司36%的股份。早在2017年,國盾量子已經與中興通訊合作推出過全球首款商用“量子加密手機”。
2020年年底,中國電信集團有限公司副總經理劉桂清曾表示,在未來五年里,中國電信將聚焦“量子鑄盾行動”,為10個城市的公共安全提供量子安全云,為100個城市提供量子安全組網方案,為10000個政企客戶提供量子安全加密解決方案,為1000萬移動終端用戶提供量子安全通話服務。此次推出的“量子SIM卡”正是其計劃落地的關鍵一步。
伴隨國內量子保密通信網絡不斷織密,并下沉到普通消費者,量子通信在基礎科研上也不斷取得突破。
1月7日凌晨,潘建偉及其同事陳宇翱、彭承志等在國際學術期刊《自然》雜志上發(fā)表了題為“跨越4600公里的天地一體化量子通信網絡”的論文,證明了廣域量子保密通信技術在實際應用中的條件已初步成熟。根據《自然》雜志審稿人介紹,這是地球上最大、最先進的量子密鑰分發(fā)網絡,是量子通信“巨大的工程性成就”。