中国量子通信产业化已超美国 首条量子通信保密干线即将建成
自“棱镜门”事件后,网络信息安全受到了各国关注。在某些领域,我国已经先行一步。
据了解,世界第一条量子通信保密干线——“京沪干线”将于2016年前后建成。量子通信因其具有信息传输的绝对保密性,初步估计国内的市场规模在千亿以上。
量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式,是近二十年发展起来的新型交叉学科,是量子论和信息论相结合的新的研究领域。
据中国科学技术大学教授彭承志介绍,“量子通信可以从根本上解决国防、金融、政务、商业等领域的信息安全问题。”
“京沪干线”是世界第一条量子通信保密干线,传输距离达2000多公里,途经北京至上海多个城市,主要承载重要信息的保密传输。
2013年,中科院、中国科学技术大学启动“京沪干线”项目,建设连接北京、上海的高可信、可扩展、军民融合的广域光纤量子通信网络。
根据“京沪干线”项目组成员的介绍,北京市、上海市城域量子通信网将在今年夏天前先后建成,加上已经建成的合肥市、济南市城域量子通信网,只要再完成城市间线路上的接通,预计到2016年就可以实现京沪广域量子保密通信。
2012年初,由中国科学院院士、中国科学技术大学副校长潘建伟及其团队,已经在安徽省合肥市建成了国际上首个规模化的城域量子通信网络。
“京沪干线”也吸收了一些高科技企业参与,考量参与科技企业突出高尖端技术的掌握、产品的自主创新等方面。
此前,量子保密通信“京沪干线”技术验证及应用示范项目室内联调系统项目通过层层筛选,选择了神州数码[-2.33%]系统集成公司参与项目实施,该公司的中标额度达亿元以上。
公开资料显示,这家科技公司是我国“国家安全可靠计算机信息系统集成八家重点企业”之一,曾参与过政府、金融、电信、交通、能源等重要领域安全可靠信息系统的建设和保障工作,具备高复杂系统的集成建设能力。
量子保密通信“京沪干线”技术验证及应用示范项目室内联调系统项目,将成为我国乃至国际上首个最大的量子应用集成项目,对“京沪干线”项目的后续标段有较强的影响力。
兴业证券[-0.13% 资金 研报]研究报告指出,作为保障未来信息社会通信安全的关键技术,量子保密通信有望走向大规模应用,预计未来10年内,量子通信市场份额将达到千亿级别。
这意味着对我国软件和信息服务企业是一个巨大的机会,谁能抢占量子通信市场的“制高点”,谁就打响了未来千亿市场空间的第一枪。
量子通信产业化已超美国
2015年,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室潘建伟院士、陆朝阳教授等完成的“多自由度量子隐形传态”名列2015年度国际物理学领域的十项重大突破榜首。英国物理学会(Institute of Physics)新闻网站《物理世界》(Physics World)将其评为“年度突破”。在量子密钥分配方面,中国也取得260—300公里最大通信距离的好成绩。那么,如此高大上的黑科技,在应用上做得怎样了?日前,观察者网专访了科大国盾量子总裁赵勇,解读中国量子通信产业化的最新进展。
中国科学技术大学在量子信息技术领域独树一帜,科研实力在国际上处于前列,被美国列为重点关注的量子技术研究机构。科大国盾量子(原安徽量子通信技术有限公司)是以潘建伟院士团队实用化量子通信技术为基础,由中国科学技术大学发起组建的中国第一家从事量子信息技术产业化的企业。虽然在量子通信技术上中美并驾齐驱,但量子通信产业化方面中国已经走在美国的前列,并在国防、金融等领域铺开。
量子通信相对于经典通信有什么优势?
量子通信相比于经典通信最大的优势就是安全性上,因为量子通信安全性不依赖于算法的复杂度,它具有无条件安全性。
此外,能够精确地传输量子信息,也是一种优势,特别是在量子计算实用化之后。这时,作为计算的远程输入,使用量子叠加态将具有巨大的优势。
目前我觉得量子通信在其他方面优势不明显。纠缠的远距离关联往往被误认为可以用来超光速通信,或者说无信号的信息传递。实际上,即便使用纠缠,量子通信不具备这些能力。
中国量子通信产业发展现状如何?
中国量子通信产业相对起步较晚,但近几年发展比较迅速,现在已经有像科大国盾量子为代表的几家企业,从事量子通信产品研发的团队也比较庞大。目前在中国已建成的大规模城域量子通信网络也是最多最大的,中科院也将在山东成立量子通信产业应用的卓越分中心,关于量子通信产业标准也正在研究制定中。未来随着更大规模实用化量子通信网络和量子通信卫星的成功启用,量子通信产业发展将开启崭新的篇章。
在产业化方面和美国相比孰优孰劣?
赵勇:在量子通信产业化及相关应用技术方面,我们已经走在了美国的前面。举例来说,2011年,“合肥城域量子通信试验示范网”建成,该网络包括46个节点,是当时世界上首个规模化量子通信网络;2013年,“济南量子通信试验网”建成,该网络包括56个节点、90多个用户,面向完全承载实际应用、量子网络运维和优质的用户体验,是目前世界上最大的城域量子通信网络;目前在建的“京沪干线”项目,计划于2016年底建成连接北京、济南、合肥、上海等城域网络且全长2000多公里的量子保密通信线路,其将成为全球首个也是距离最远的广域光纤量子保密通信骨干线路。可以说,中国在量子通信产业化方面,正在国际上担当 “领跑者”的角色。
具体应用前景如何?
现在量子通信技术应用最典型的例子就是建设量子通信网络,目前报道的已经建成的有合肥城域量子通信试验示范网、覆盖济南市城区的济南量子通信试验网还有芜湖网,以及新华社新闻大厦和金融信息交易所之间的金融信息量子通信验证网,即将建成的城域网还包括北京城域量子通信网和上海陆家嘴金融量子保密通信应用示范网等。而将在2016年底建成的连接北京和上海的“京沪干线”将主要是推动金融、政务等方面的应用。比如它包含了网上银行数据的远程灾备应用、金融机构信息数据的采集应用、金融信息交易应用以及银行同城数据生产和灾备应用等。
目前在山东建立的量子关键器件研发平台,其中周期极化铌酸锂波导的成功研制,标志着我国成为世界第三家完全掌握了基于逆向质子交换波导研制技术的国家,这也是国内第一家,基于此波导又成功研发了世界第一款上转换单光子探测器商用产品。同时,我们正在上海建设金融量子通信网和管控中心、大数据服务中心等;中科院与阿里巴巴在上海合作成立量子计算实验室,签署“共同推动量子信息技术研发及应用的战略合作协议”,探索实用化的量子计算技术等。近期,国科控股、科大国盾量子、阿里巴巴、中兴通讯等发起组建“中国量子通信产业联盟”,我国的量子通信产业进入了新的发展阶段。
中国量子通信有哪些最新的技术突破?
今年在量子通信方面有许多优秀的技术成果,比如今年年初中科大潘建伟院士团队实现的“多自由度量子隐形传态”研究,刚刚被评为2015年度国际物理学领域的十项重大突破之首,这一研究成果为发展可扩展的量子计算和量子网络技术奠定了坚实的基础;在抵御黑客攻击的远程量子密钥分发研发方面,将安全距离进一步扩展到200公里以上,而且根据最新的研究成果,通过实验系统的进一步优化,完全可以使距离扩展到300公里以上,同时还实现了多个节点之间的抵御黑客攻击的量子密钥分发,这些都将为研发新一代更安全鲁棒的量子通信系统奠定基础。同时,在固态量子存储、高容错量子密钥分发、多方量子通信等方面都产生了一系列喜人的成果。在量子通信的关键器件研究上,也成功实现了世界上最快的68Gbps的量子随机数发生器和室温条件下性能最优的上转换单光子探测器等。
现在的量子通信必须借助类似光纤的载体么?
在自由空间中也可以实现量子通信。如果这个问题是想问量子通信是否可以不需要信息或者物理实体的传递,答案则是相反的。量子通信必须借助于载体。即便使用纠缠效应,也需要先进行纠缠分发,仍然需要物理实体的传递。
自由空间量子通信极限距离是多少?
自由空间量子通信的极限距离需要对应到实际的空间环境条件,比如说地面大气条件下,衰减比较大,可能只能传输10公里,而星地之间,由于外太空处于真空状态,衰减较小,所以通信距离可以达到数百公里以上。我们一般采用允许的最大衰减来衡量,在保证通信速率的条件下,一般允许信道衰减可超过50分贝。
量子保密基站是否具有技术可行性?
量子通信网络中的量子集控站,类似于传统的通信基站。集控站中包括光量子交换机、量子通信服务器和量子密钥分发终端。利用多个量子集控站组成多种网络拓扑,可以提高组网的灵活性和稳定性,能方便地对量子通信网络进行扩展,扩大量子通信网络的覆盖面积,大大扩展通信距离。目前,量子集控站技术已经相当成熟,例如已建成的“合肥城域量子通信试验示范网”和“济南量子通信试验网”,都是基于该技术搭建的多用户量子通信网络。
能实现像手机那样的无线应用吗?
量子信号的无线传播(自由空间传播)是可能的,但是在光的频谱上,这种传输定向性强,越障能力差,因此并不适合做无线基站这样的应用。在微波频段上实现量子信号的调制和探测理论上也是可能的,但是由于量子态不可复制,因此对于接收者来说,非定向的传播信道是一个损耗极高的信道。这限制了量子通信的距离。因此,量子通信无线基站的技术可行性是不大的,而量子通信无线热点的技术可行性还是有的。
基于手机通过数据线、存储卡的方式,连接量子通信终端,获取量子密钥,并用之完成数据加密、认证,保护手机的信息安全的做法,使手机能够接入量子通信网络是可行的,但也需要对手机进行适应性改造,科大国盾量子已经在这方面有了一定的技术积累。
但目前量子通信网络的覆盖范围与现有手机3G/4G网络相比还有较大差距,相信随着量子通信网络相关基础设施的建设和完善,量子通信手机一定会应用于平常百姓家。
量子通信能连接便携式笔记本、平板电脑能么?
类似便携式笔记本、平板电脑,通过有线的方式移动接入固网来实现移动应用则是完全可行的。如果用户乐意在手机上增加光接口,手机也可以用这种方式实现量子通信的移动应用。这比无线热点更加可行。
国盾量子有安全网关、量子密钥分发网络密码机、量子交换机、量子网络站控设备、量子信号接收机等一系列产品,这些产品的特殊之处在哪?
这些产品都是针对量子通信而专门设计开发的,涉及量子密钥分发、量子通信网络、量子保密通信等方面。
量子信号接收机为单光子探测器,用于配合量子信号发射机实现点对点的量子密钥分发(QKD)。除了用于量子通信之外,单光子探测器还在量子成像、激光测距、激光雷达等领域有诸多应用。
光量子交换机,用于多个QKD终端设备间量子信道的搭建,是量子通信网络中实现量子信道共享的设备,位于网络拓扑的汇聚节点,集中管理网络信道资源。
量子网络站控设备,即量子集控站,由光量子交换机、量子通信服务器和量子密钥分发终端组成。利用多个量子集控站组成多种网络拓扑,可以提高组网的灵活性和稳定性,能方便地对量子通信网络进行扩展,扩大量子通信网络的覆盖面积,大大扩展通信距离。已建成的“合肥城域量子通信试验示范网”和“济南量子通信试验网”,都是基于量子集控站实现的多用户量子通信网络。
量子安全网关,是量子通信网络组网的核心设备,集成了量子密钥分发与管理和数据加解密的功能,内部集成有光源、探测器和电子学板卡,能够实现普通电话、传真、IP电话、视频会议及文件传输等的应用接入,对语音、视频、数据等使用量子密钥进行高安全保密通信。
40M量子网关
量子密钥分发网络密码机,是国内商用密码领域首款量子密码机,该产品创新性地将量子密钥分发技术与传统商用密码技术有效融合,可实现大容量、高性能的网络数据加密传输。相比传统网络安全设备,该产品不仅确保了敏感的密钥分发过程的安全性,而且密钥更新速度更快、业务密钥生命周期更短,从而使系统的安全性得以大幅提升,满足了各种基于网络的应用系统对信息安全的需求。
量子密钥分发网络密码机
国盾量子安全网关和量子交换机相对于普通的网关、交换机有什么区别和优势?
如前面所讲,量子安全网关和光量子交换机都是针对量子通信而专门设计开发的。量子安全网关能够与另一台量子安全网关配合生成量子密钥,并使用量子密钥对普通电话、传真、IP电话、视频会议及文件传输等接入应用进行高安全保密传输;光量子交换机用于集中管理量子信道资源。这些功能都是普通的网关、交换机所不具备的。
国盾量子产品的主要客户是?有面向民间市场的产品线么?
主要客户包括高校、银行、电力、政务及国家安全相关单位等。如果是指普通大众的话,暂无面向民间市场的产品。
量子通信设备价格贵么?大规模民用前景如何?
作为高科技产品,量子通信设备在定价上综合考虑了开发成本、市场需求、客户特殊要求等因素;从目前的市场反馈来看,认为目前的价格是合理和可接受的。随着技术提高、设备小型化、应用多样化的发展,以及在金融、政务甚至互联网等领域的应用推动,必将使量子通信技术逐步服务于普通老百姓。
量子通信是否会对经典通信造成颠覆?量子通信产业成熟壮大是否会对华为、中兴等通信厂商造成冲击?
量子通信无论采取何种方式实现,都必不可少地需要经典通信技术的参与,与经典通信技术并不是矛盾的,因此不存在颠覆一说。同样,随着量子通信产业的日趋成熟,相信会吸引更多传统通信厂商的关注,对于量子通信设备制造商而言,市场上会出现更多的与这些通信厂商的合作机会,而不是冲击。我们已经成立了产业联盟。
量子通信网络设备采用量子处理器?还是依旧采用现有的CPU?
目前,科大国盾量子所开发的量子通信终端设备中,采用完全自主设计的FPGA逻辑器件,具有硬件架构、无后门、处理速度快等特点,相比CPU具有更高的安全性。
据说国盾量子曾找过龙芯合作,能说说原因和合作的内容么?
因为量子要与传统通信相结合,而自主可控的通信系统也要体现在量子和非量子上,与龙芯探讨的合作就是这么一个背景,期待我们展开实质性的合作。
未来四大通信运营商新蓝海是三网合一网业分离 物联网电子商务以及大数据云计算人工智能手机支付
这是我的个人预测分析,也是百万通信运营商基层员工的美好愿望。
5年后,当我们见不到靠人海战术、天天降价促销的运营商,见不到整天高喊着要互联网转型的运营商,这其实是整个行业的好事。告别浮躁、告别激进、告别粗放,用匠人之心做好网络,用实业之本做好运营。中国需要一批强大的本国运营商,而这种强大,不在于政策保护下垄断形成的壁垒而强大,更应该是回归本质之后的简单与笃定的强大。在五大发展新理念指引下,不忘初心,做强做优做大通信央企是必须要完成的政治经济任务。
从1969年第一次以5.17为“世界电信日”开始,这个日期某种层面上已经成为运营商的一个代名词。这一天代表着通信行业的兴衰荣辱,烙印着电信运营商的深深痕迹。
但与曾经的辉煌历史不同,近年来,运营商可谓在互联网大潮中颇为失落,面对互联网公司如雨后春笋般发展,运营商被弱化、被边缘化,从原来的全面通信服务平台,从各类SP/C P都必须依靠的大树,逐步转化成普通的管道,屡屡被互联网公司“过顶传球”———越过运营商,直接与客户发生关联。同时,运营商在技术创新中也不断被边缘化,核心竞争力已经越来越少,设备的更新发展由设备厂商主导,手机终端的更新换代由手机厂商发力,软件开发和完善由软件开发公司控制,IC T集成服务由很多集成服务公司统揽,真正属于运营商的核心能力和独一无二的优势是什么?也许只有网络和庞大的客户群体。
另外,运营商还在头上戴着“垄断”的光环,这个光环让很多老百姓把怨气撒到运营商头上,网费高、服务差、网速慢等等,动不动把运营商摆在与石油石化、电力能源、银行证券等一样的垄断地位。
这几年来,运营商的日子可谓内忧外患,危机重重。所以运营商在这几年一直谋求自我转型,但无论哪家运营商的创新突破之路都难言成功。口号喊了好几年,格局其实基本没变。运营商的主要收入和利润,依然来自“信息搬运”的服务费。语音年代,搬运的是“语音”;短信年代,搬运的是“文字”;互联网时代,搬运的是“比特”。虽然总不甘心当搬运工,但实际上,运营商沦为“信息管道”的根本命运,从来没有改变过。
这不禁让曾经辉煌的运营商迷惘,再过5年,运营商会变成什么样子?
运营商在多年前还是很酷很炫很时尚的科技公司,那时能发个电报、打个电话、拨号上网是非常潮流的事情;但现在这些已经变成了与用煤气做饭、用自来水洗衣、用电来开电灯一样的生活必需品了。所以,运营商的未来回归普通的“水电煤气”公共事业服务主体是必然的大趋势,只不过与后者带有独家生意的性质不同,电信服务领域火热竞争的格局不会改变。而且,运营商之前赖以发展的“门槛和捆绑”手段,在越来越开放与共享的互联网时代,也会变得越来越脆弱。比如手机之前是运营商定制的,移动的手机不能插电信的卡,电信的手机用不了联通的服务,这是依靠人为设置门槛的方式留住客户的“身”,却越来越难以留住客户的“心”,随着类似“全网通”等开放标准逐步成为主流,运营商越来越需要回归本质。
接下来运营商的路应该是逐步回归通信的本源———“构建好网络、连接好万物、服务好客户、运营好管道”。这不是回头路,而是守好根本。首先,网络是运营商之本,把管道的运营和服务做到极致,做最好的公共事业服务单位,是未来运营商的首要定位。有时花哨的互联网风口未必适合运营商,踏踏实实把信号覆盖好,老老实实把网络维护好。同时在网络技术的演进发展上,紧随技术发展的浪潮,不要踏错节点,该上新技术就要马上上,运营商一百多年来“技术驱动”的发展本质没有改变,其他的都只是锦上添花。联通这几年踏错4G的步点,付出的代价会有点大。
其次,运营商最大的资本是“连接”群体,庞大的连在电信网上的客户,如同互联网公司最看重的“用户”群体一样,只要有尽可能多的用户互联,就有发生各种化学反应且产生新的商业模式的可能。这也是目前各大运营商圈客户的主要目的。但必须面对的现实是,“人”连接的这个市场,多年的沉淀与积累,运营商想要突然改变市场格局非常困难,无论是移动放号还是宽带新装,其实不断淘洗的就是一批批价格敏感的飘忽客户。所以,运营商要进一步扩大“连接”的范畴,下一步核心即是“物联网”,基于物与物之间的连接,这是“人联网”规模的数倍。三家运营商近期无疑都看到了这一点,未来在这个市场上,将有一番新的厮杀。目前看,移动在网络和产业链上有优势,电信与联通在企业客户的营销服务上经营更加丰富,沉淀更多。鹿死谁手,就看谁能更快占领市场了。
然后,运营商最重要的日常工作就是“服务”。虽然运营商的IT计费已经不算落后,但面对客户清楚明白的需求,依然难以让客户满意。未来运营商的“服务”问题,就是简单清晰的计费、及时快速的修障、便捷随时的受理。把这三个问题搞定了,很多服务问题就迎刃而解。而且运营商的服务也需要顺应这个开放与迅速变化时代的需求,服务如果能让用户自主参与,服务过程能更多对用户开放实时查询,甚至有些服务实现客户端与网络端的双向同步,对一些类似计费的问题让客户的手机终端参与进来作为参考或辅助,增加透明与公开度,可能会大大减少用户与运营商之间的误解和矛盾。四合二是有可能的,网络中立三网合一是肯定的。异想天开不务正业想转基因搞互联网产业是注定要失败的。做好管道搬运工才是通信运营商的人间正道!
最后,运营商的角色是“运营”。面对庞大的客户群,与其整天被低端客户的价格需求牵着鼻子走,不如用心好好研究这些客户,掌握他们的行为动向和价值诉求,把客户的潜在需求激发出来。这都是“客户运营”的课题。运营商的营销一直以来以入网办套餐的一次性营销为主,但入网后的持续接触与频繁联系其实并不多。运营商需要对客户增加“二次运营营销”的成分,把客户在网期间被压制的管道消费欲望释放出来,不断提高流量性价比、宽带速率性价比、基于智能管道的区分速率的收费服务、云存储和分发的增值服务等,不断用运营的思维激发客户需求。
对四大通信运营商未来发展模式的深度思考:在凯恩斯政府宏观调控与达尔文市场化自由竞争之间,在互联网时代下半场又出现了第三只协同共享融合之手。把高深的学术理论通俗的说白了就是:在政府与市场之间已出现第三只手,移动互联网的高级阶段又蛋生了协同与共享经济之手。协同融合与共享经济之手的实质就是开放共享五大发展新理念。然而,部分员工甚至怀疑在移动互联网人工智能的高级阶段,还会出现另外一种发展模式:协同与共享经济时代。
中国通信运营商上半场GDP高速增长的30年已过去。伴随着上半场的市场化私有化自由竞争,达尔文丛林法则的狼性文化也逐步退出历史舞台。凯恩斯的政府宏观调控计划经济同样不能解决所有社会矛盾。四大通信运营商在下半场将伴随着经济新常态需调结构转方式,现在出现的第三只协同与共享经济之手将重塑行业新业态。
我相信,最近几年从通信央企离职的多位高管,在私营企业下海捕鱼会有一部分人大展宏图,预测至少一半人混的不好。如果属于停薪留职下海创业,最终还会回流到原先的通信央企岗位。
电力公司也在给用户家里提供宽带上网服务,结果被叫停!这是胡整还是公平竞争?!
在我们平常的印象之中,给我们普通老百姓家里提供家庭宽带上网服务的都是中国电信、中国联通、中国移动、广电宽带、长城宽带/鹏博士等。
那么,本文所说的“电力公司也给大家家里提供宽带上网服务”是怎么一回儿事儿呢?
首先,告述大家一个鲜为人知的事实:电力公司在全国范围内建设有自己的互联网骨干网。
其次,大家知道,现在是家家户户都有电线/电力线/输电线进来,可谓“无孔不入”,而且,在我们普通老百姓的家里面,每个房间都有电线。
于是,有了上述的两大“先天”的优越条件,电力公司现在就是这样给大家的家里提供宽带上网服务的:
(1)从电力公司的配电所/配电局,沿着/顺着到用户家里的输电线路架设光纤,这样就可以实现FTTH(光纤到户),或者干脆就叫做“电力光纤到户”。另外,这里说是“到户”,其实很多时候是“到表”,也就是把电力光纤架设到用户家里的电表处/智能电表处;
(2)那么,这还不能让用户使用电力公司的家庭宽带上网业务,因为电力公司的宽带网络还没有延伸到我们的家里面。于是,用户家里的那一段网络怎么办呢?对于这个问题,大家想一想,从电表/智能电表到我们家里,是不是也是用电力线连接的?我们的家里有是不是拉了很多电线(几乎每个房间都有)?利用这个天然的优势,电力公司发明了在电力线上传送宽带上网信号的技术,这个技术的总的名称叫做“电力线上网”。
电力线上网?是的。现在,电力公司也加入到家庭宽带的激烈的市场竞争之中来了,这无疑让我们普通老百姓可以在选择家庭宽带服务提供商的时候,可以有更多的选择,选到自己认为性价比很高的家庭宽带产品/服务。
但是,为用户家庭提供宽带上网服务,是需要取得相关的资质或者具备相关的资格的。
比如,这家电力公司由于在没有取得《电信基础业务经营许可证》的情况下就为用户家庭提供宽带上网服务,而被当地的通信管理局叫停,有图有真相:
对此,我们的看法是:现在,家庭宽带上网这一块儿的市场竞争很激烈,但相关的宽带运营商在进入这个市场之前需取得先关资质,这样,大家才能一起公平地竞争。