中國電信如何高質(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，深入探尋這一重視科技創(chuàng)新的運營商，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科學(xué)院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院(以下簡稱量子創(chuàng)新院)、中國電信攜手國盾量子發(fā)布量子計算芯片“驍鴻”，更深入了解到了中國電信在量子領(lǐng)域的戰(zhàn)略布局。

量子技術(shù)已經(jīng)成為各國科技創(chuàng)新競爭的重要領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用也從夢想照進(jìn)現(xiàn)實。而在國內(nèi)，記得在2023年數(shù)字科技生態(tài)大會上，中國電信就確立了云計算及算力、人工智能、安全、數(shù)字平臺、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有限公司，全部布局量子信息領(lǐng)域。

中國電信董事長柯瑞文在今年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，中國電信在量子通信領(lǐng)域的成績究竟如何？其戰(zhàn)略布局又是怎樣的呢？

01、外部安全危機四伏，量子競爭激烈

目前，網(wǎng)絡(luò)竊密、光纖攻擊等事件頻發(fā)，網(wǎng)絡(luò)安全成為各國關(guān)注焦點。我國提出要充分認(rèn)識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。

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

行業(yè)普遍認(rèn)為，在量子計算的攻擊面前，能抗量子計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，國際競爭也日趨激烈。

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

從目前量子計算競爭格局看，我國的祖沖之二號達(dá)到176量子比特，美國懸鈴木達(dá)到193量子比特，加拿大北極光達(dá)到216光子。我國九章三號達(dá)到255光子。量子計算的競爭激烈，你追我趕。

02、以芯片為基石，加速產(chǎn)業(yè)發(fā)展

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

或許很多人對量子計算并不了解。筆者先為大家簡單普及一下。量子計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)行計算的新型計算模式。與經(jīng)典計算不同，量子計算以量子比特（qubit）為基本運算單元，能突破經(jīng)典算力瓶頸。

我們都知道，在傳統(tǒng)計算機中，信息的基本單位是比特，它只能存儲0或1這兩種狀態(tài)中的一種。在量子計算中，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)計算機每次只能放一個方塊，而量子計算機一次可放置多個疊加方塊，性能大幅提升。

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

對于“驍鴻”芯片價值，量子創(chuàng)新院研究員龔明指出，“驍鴻”芯片的主要目的，是為了推動大規(guī)模量子計算測控系統(tǒng)的發(fā)展，更多考慮的是通過集成更多的比特數(shù)和實現(xiàn)各單項指標(biāo)，來滿足測控系統(tǒng)驗證的需求。

對于“驍鴻”芯片未來應(yīng)用，國盾量子計算負(fù)責(zé)人王哲輝介紹道，“驍鴻”芯片將在國盾量子千比特測控系統(tǒng)上進(jìn)行單比特門、雙比特門、讀取操作及測控系統(tǒng)性能測試，測試工作預(yù)計在今年8月前完成。（中國電信控股國盾量子）

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

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

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士、中電信量子集團副總經(jīng)理王振強調(diào)道：“500+比特量子計算機的云端接入，可以高效承載各領(lǐng)域用戶對有實用價值的問題和算法開展研究，加速量子計算在實際場景中的應(yīng)用，引領(lǐng)量子計算生態(tài)的快速發(fā)展?！?/p>

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中看到中國電信在量子計算領(lǐng)域最新舉措，更窺見其在量子計算領(lǐng)域的戰(zhàn)略布局。

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

據(jù)悉，中國電信正積極加大對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)。

對此，中國電信成立中電信量子信息科技集團有著四大規(guī)劃。

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

二是在科技方面，中國電信積極申報量子方向的國家技術(shù)創(chuàng)新中心和全國重點實驗室，并已承接科技創(chuàng)新2030重大科技攻關(guān)項目。

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

四是在生態(tài)方面，中國電信采取內(nèi)生式成長和外延式合作相結(jié)合的方式，整合集團內(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，共同打造量子通信生態(tài)圈。

04、以平臺為支撐，構(gòu)建應(yīng)用生態(tài)

中國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現(xiàn)“量子計算優(yōu)越性”的國家。如何將量子計算領(lǐng)域優(yōu)勢轉(zhuǎn)換為實際應(yīng)用？中國電信表示，產(chǎn)業(yè)需要將量子計算與云計算平臺結(jié)合，通過云平臺調(diào)用量子計算資源及超算資源，實現(xiàn)重點場景應(yīng)用化。

為此，中國電信形成了“DICT+量子”全場景能力體系，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)量子計算能力。

具體而言，中國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+量子密碼服務(wù)平臺構(gòu)建起平臺層，通話+量子、網(wǎng)+量子、云+量子、平臺+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場景層。

中國電信更是基于3+N場景層布局，形成了量子重點產(chǎn)品圖譜，實現(xiàn)了不少的落地應(yīng)用。

應(yīng)用一：量子通話。針對電話竊聽、信息盜取和記錄截屏等安全威脅，中國電信基于“量子密鑰+定制終端+國產(chǎn)芯片+國密算法”，推出了全球首個運營級量子安全通話綜合解決方案，通過VoIP、VoLTE定制終端實現(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)在不同場景下對加密通話和安全辦公的需求。我在展廳體驗了基于華為Mate 60系列手機進(jìn)行的量子通話。

應(yīng)用二：量子加密對講。中國電信以量子服務(wù)安全平臺和移動執(zhí)法管理平臺為核心，將量子安全介質(zhì)與移動執(zhí)法終端融合，推出行業(yè)首個量子移動集合解決方案，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)度等場景下的安全需求。

應(yīng)用三：量子安全OTN。OTN品質(zhì)網(wǎng)是運營商提供的一種高品質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，也是運營商發(fā)展政企業(yè)務(wù)的關(guān)鍵。中國電信以量子密碼技術(shù)構(gòu)筑中國電信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)。

面對政務(wù)、公檢法、國防等高安全等級需求用戶需求，中國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)存儲等高等級安全通信服務(wù)。

場景四：量子加密改造。中國電信以量子密鑰為核心，發(fā)布了滿足國家密碼局評測要求的抗量子系統(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。量子加密改造場景涵蓋電信內(nèi)部辦公、CRM、運營等重要IT系統(tǒng)，以及國資央企、政府等單位的關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

觀察：量子科技讓中國電信實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展

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

中國電信在量子領(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，中國電信正發(fā)揮央企的引領(lǐng)帶動作用，積極推進(jìn)量子新型基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃和建設(shè)，加強相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)學(xué)研合作，推動量子新型基礎(chǔ)設(shè)施的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

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