量子通信天然適合軍隊(duì)

量子通信究竟是什么?相比于傳統(tǒng)通信方式有何不同?為何能獲得軍方的青睞?

量子通信有兩種方式，一種是利用量子的不可克隆以及測(cè)量的隨機(jī)特點(diǎn)生成量子密鑰，另一種是利用量子隱形傳態(tài)傳送量子比特。目前廣泛采用的是第一種方式，即量子密鑰分發(fā)(quantumkeydistribution，以下簡(jiǎn)稱(chēng)“QKD”)，利用量子的不可克隆性，對(duì)傳統(tǒng)信息進(jìn)行加密。

即然是對(duì)傳統(tǒng)信息進(jìn)行加密，就意味著量子通信本質(zhì)上仍然是經(jīng)典通信，區(qū)別之處在于為傳統(tǒng)通信加了一道量子密碼。由于量子不可克隆的特殊性，這道量子密碼是不可破解的，這樣就實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式的絕對(duì)安全通信。

就像高鐵有自己的優(yōu)勢(shì)，高鐵的出現(xiàn)并不是要取代汽車(chē)、飛機(jī)。量子通信的目的并不是要取代傳統(tǒng)的通信方式，量子通信的突出優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在保密上。那么哪個(gè)行業(yè)最需要對(duì)通訊信息進(jìn)行保密呢?答案自然是軍隊(duì)，軍隊(duì)具有最迫切的需求。

我軍歷來(lái)重視保密工作。《中國(guó)人民解放軍紀(jì)律條令》第九十二條中規(guī)定：“違反國(guó)家和軍隊(duì)的保密規(guī)定，造成失密、泄密，情節(jié)較輕的，給予記過(guò)、記大過(guò)處分;情節(jié)較重或者涉及絕密事項(xiàng)的，給予降職(級(jí))、降銜(級(jí))處分;情節(jié)嚴(yán)重的，給予撤職處分�！�

2014年，相關(guān)單位印發(fā)了《關(guān)于做好新形勢(shì)下保密工作的意見(jiàn)》。對(duì)此解放軍報(bào)發(fā)表評(píng)論員文章指出——“三軍之事，莫重于密” �？梢哉f(shuō)，保密就是保生存、保勝利、保戰(zhàn)斗力。

有關(guān)專(zhuān)家表示，在加速發(fā)展的當(dāng)今時(shí)代，通信安全是軍事能力的基本保障，加強(qiáng)和提升軍事是軍隊(duì)的當(dāng)務(wù)之急，刻不容緩。未雨綢繆，提前布局，加速推動(dòng)量子保密通信技術(shù)在軍隊(duì)的使用，符合關(guān)于強(qiáng)軍建設(shè)的指示精神，事關(guān)軍隊(duì)建設(shè)大局和軍事斗爭(zhēng)成敗。

未來(lái)我國(guó)量子通信行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將超800億

我國(guó)在量子科學(xué)方面起步雖不是最早，但卻發(fā)展最快。隨著“量子衛(wèi)星”“京滬干線”等重大項(xiàng)目的建設(shè)，我國(guó)量子通信技術(shù)已躋身全球領(lǐng)先地位。如今，奧、意、俄、日、加等國(guó)的科研機(jī)構(gòu)正在或試圖與我國(guó)合作，包括聯(lián)合制訂量子通信產(chǎn)業(yè)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

截止至2017年我國(guó)量子通信行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到約180億元。初步測(cè)算2018年我國(guó)量子通信行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到320億元左右。預(yù)測(cè)2019年我國(guó)量子通信行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)425億元，并預(yù)測(cè)在2023年我國(guó)量子通信行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模將超800億元，達(dá)到805億元左右，2019-2023年均復(fù)合增長(zhǎng)率約為17.31%。

我國(guó)量子通信行業(yè)發(fā)展前景分析

——政策加碼及推進(jìn)應(yīng)用創(chuàng)新

2016年12月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，把量子通信提升至國(guó)家戰(zhàn)略高度，將其作為重要戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)方向和體現(xiàn)國(guó)家戰(zhàn)略意圖的重大科技項(xiàng)目。

2017年5月，科技部、教育部、科學(xué)院、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于印發(fā)“十三五”國(guó)家基礎(chǔ)研究專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃的通知》，提出要面向多用戶(hù)聯(lián)網(wǎng)的量子通信關(guān)鍵技術(shù)和成套設(shè)備，率先突破量子保密通信技術(shù)，建設(shè)超遠(yuǎn)距離光纖量子通信網(wǎng)，開(kāi)展星地量子通信系統(tǒng)硏究，構(gòu)建完整的空地一體廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)體系，與經(jīng)典通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫鏈接。以奠定我國(guó)在新一輪信息技術(shù)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中的科技基礎(chǔ)和優(yōu)勢(shì)方向。

2017年11月，國(guó)家發(fā)改委印發(fā)《關(guān)于組織實(shí)施2018年新一代信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程的通知》，提出以量子保密通信“京滬干線”和“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星為基礎(chǔ)，面向國(guó)家戰(zhàn)略需求和可持續(xù)運(yùn)營(yíng)要求，在京津冀、長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶等重點(diǎn)區(qū)域建設(shè)量子保密通信骨干網(wǎng)及城域網(wǎng)，并在若干地區(qū)建設(shè)衛(wèi)星地面站，形成量子保密通信骨干環(huán)網(wǎng)。同時(shí)，構(gòu)建量子保密通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)服務(wù)體系，進(jìn)一步推進(jìn)其在信息通信領(lǐng)域及政務(wù)、金融、電力等行業(yè)的應(yīng)用。

2018年3月，政府工作報(bào)告肯定量子通信發(fā)展成果，將量子通信與載人航天、深海探測(cè)、大飛機(jī)并列為重大創(chuàng)新成果，認(rèn)可量子通信行業(yè)地位和發(fā)展成果。

1、量子通信獨(dú)特的優(yōu)越性

量子通信是一門(mén)交叉學(xué)科，是通信電子科學(xué)和量子力學(xué)相結(jié)合的新興產(chǎn)物，這種通信技術(shù)可以完成傳統(tǒng)信息傳輸所不能完成的信息處理技術(shù)任務(wù)，與傳統(tǒng)通信技術(shù)和通信方式相比，具有獨(dú)特的優(yōu)越性。量子通信是利用量子的不可復(fù)制性以及測(cè)量的隨機(jī)性進(jìn)行信息傳遞的一種新型通訊方式，與經(jīng)典通信相比較，量子通信采用的是“一次一密”的加密方式，是目前唯一被證明無(wú)條件安全的通信方式。此外，它還具有較強(qiáng)抗干擾能力、傳輸能力、高傳輸效率以及容量大、速度快等優(yōu)點(diǎn)，理論上可以傳輸無(wú)限量的消息。由于其多方面突出的優(yōu)勢(shì)，這種量子通信技術(shù)得以被廣泛應(yīng)用于軍事、國(guó)防等領(lǐng)域，在信息檢測(cè)、信息傳送以及信息對(duì)抗等方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，性能和用途都領(lǐng)先于其他通信技術(shù)。

2、量子通信技術(shù)的不斷突破

2018年以來(lái)，我國(guó)在量子通信技術(shù)領(lǐng)域不斷突破新記錄。清華大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)首次實(shí)現(xiàn)了25個(gè)量子接口之間的量子糾纏，打破了先前加州理工學(xué)院研究組4個(gè)量子接口之間糾纏的紀(jì)錄。中國(guó)科技大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)18個(gè)光量子比特的糾纏，刷新了所有物理體系中最大糾纏態(tài)制備的世界紀(jì)錄。中國(guó)科技大學(xué)的研究人員還在量子通信研究中取得新進(jìn)展，創(chuàng)造密集編碼量子通信信道容量新紀(jì)錄。

2018年1月，中國(guó)和奧地利之間首次實(shí)現(xiàn)距離達(dá)7600公里的洲際量子密鑰分發(fā)，并利用共享密鑰實(shí)現(xiàn)加密數(shù)據(jù)傳輸和視頻通信。標(biāo)志著“墨子號(hào)”已具備實(shí)現(xiàn)洲際量子保密通信的能力，為未來(lái)構(gòu)建全球化量子通信網(wǎng)絡(luò)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2018年7月，中國(guó)科學(xué)家一舉把量子密集編碼的信道容量紀(jì)錄提升到了2.09，超過(guò)了兩維糾纏能達(dá)到的理論極限，創(chuàng)造了當(dāng)前國(guó)際最高水平。

隨著“量子衛(wèi)星”、“京滬干線”等重大項(xiàng)目的建設(shè)，我國(guó)量子通信技術(shù)已躋身全球領(lǐng)先地位，率先實(shí)現(xiàn)了量子傳送、加密和分發(fā)，理論實(shí)力、技術(shù)基礎(chǔ)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用世界領(lǐng)先。

3、應(yīng)用前景廣闊

其一，量子通信技術(shù)在軍事領(lǐng)域通信安全方面會(huì)有較大的發(fā)展空間。量子通信技術(shù)憑借其絕對(duì)通信安全性質(zhì)以及傳送信息的快速性、準(zhǔn)確性所決定的，在今后的一段時(shí)期內(nèi)或?qū)⒈淮蠓秶�推廣及應(yīng)用到軍事技術(shù)中，以有力的保證軍事安全及國(guó)家信息安全。

其二，量子信息是國(guó)家儲(chǔ)存重要信息的安全載體。重要信息的儲(chǔ)存不僅需要安全性能，還需要較大的存儲(chǔ)空間，量子信息存儲(chǔ)可以滿足這一要求和標(biāo)準(zhǔn)，可以將國(guó)家的重要信息及文件存儲(chǔ)到量子信息庫(kù)中，并以獨(dú)有的密鑰，保證其安全性。

第三，量子信息與網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，成為新型的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，特別是量子通信技術(shù)的大容量信息傳送和高效快速的性能，非常符合我國(guó)當(dāng)下大數(shù)據(jù)的時(shí)代特征，可用于涉及秘密數(shù)據(jù)或票據(jù)的金融、電信、電力、電子信息等領(lǐng)域和部門(mén)，應(yīng)用價(jià)值和前景非常廣闊。