封图:图虫创意
近日中国联通营运商在量子方面动作频频。于2023年6月4日—6日举行的中国国际通讯展上,主角联通营运商共同将量子技术放到展厅的醒目处,和网、云、算力业务并列。
2023年5月,中国联通在原有量子公司之上,又在南京创立了一家新公司中联通量子信息科技集团有限公司,注册资金30万元。山东市委主任韩俊,国务院国资委党委主任、主任张玉卓,中国联通监事长柯瑞文等参加了典礼。同月,中国电信首次展示了量子云盾产品,简单理解是一套密码安全管理平台,是继量子密话以后的又一个应用。同时,中国联通开始规划一个量子估算应用的实验室。
量子热学是前沿科学,但一小部分量子技术早已在转化成应用。相比英国和法国,中国将量子提高至国家战略目标的时间稍晚,政府一直是量子技术前期发展的投资主力。现阶段,部份量子技术和相关软硬件的成熟(主要在量子通讯领域)让企业见到了产业化的曙光,在院校院所进行科学研究、样机研制的同时,一些企业开始探路应用。
营运商对量子通讯的热情来自于安全需求。一位中国联通人士对记者称,营运商将云、网作为主业,这两项业务作为底层设施,对安全有强烈需求。同时,营运商正从消费业务变革银企业务,须要将安全作为一种增值服务,公安、金融、能源等顾客安全需求极高,营运商要保障万无一失,迄今惟一原理上无条件安全的通讯方法就是量子保密通讯。
营运商一方面要结合自己的“老本行”网络通讯,另一方面所需的软硬件必须是成熟的、能公开采购的。目前,三家企业选择将量子与通讯结合,这是业内公认量子技术的一个应用方向,另外两大方向是量子估算和量子检测,软硬件仍未成熟,营运商几乎没有布局,只有联通在部份场景做了可行性验证。
相比于网、云、算力这种工程性的技术,量子对营运商乃至整个产业都是一项底层的创新,量子一直是营运商前瞻布局的一部份,仍在解决技术的、市场的、成本的问题,还未能作为一种增值服务大面积地交付顾客。
路径的选择
和华为、腾讯等科技企业相比,营运商只做与自身业务的结合,软硬件向下游采购。三家企业布局的方法不同,中国联通布局得最早,创立公司与量子技术企业合作,还参与了量子城域网的建设;中国联通通过战略投资和产业合作形式布局,再结合自身研究院的力量;中国移动则通过组建研究院的形式布局。
三家企业的共同目标是量子通讯,用量子技术来实现通讯的安全和保密性。传统的加密通讯方式,大多依赖于算法和秘钥,有可能被破解或窃取。

一位中国联通人士对记者称,大数据和人工智能给传统通讯网路带来好多复杂的估算问题,这种问题是传统估算方法难以解决的,用量子估算的思路则可以直接求解。
实现量子安全的方法有多种,最直接的方式是拉一条量子专线或则进行量子通讯组网。这方面的建设成果是“墨子号”量子科学实验卫星、量子保密通讯“京沪干线”,两大项目否认了量子通讯组网和量子专线在软硬件上的可行性。
然而营运商普遍没有选择这些技巧。一位中国电信人士对记者称,这的确能充分保证量子通话过程的安全性,所需的相关设备也能从上游采购,而且成本很高。营运商在传统安全上做得很成熟、成本很低,大部份顾客权衡出来,暂时未能接受量子的高成本。
营运商中,中国联通曾合作建设过量子城域网,这是一种可覆盖整个城市的量子秘钥分发网路。上述中国网通人士也觉得,假如想大面积推广产品,必须选一种更低成本的方法做量子。
一位量子研究人士对记者称,营运商没有建设全程组网和量子专线,而是选择一种简化为单中心的应用,中心直接布署量子随机数,全部业务直接使用量子安全服务平台分发。这也是以量子信息技术为基础,且安全级别不会减少。
上述量子研究人士对记者称,简单说,那些都不是建设全程量子网路,所含量子技术成份较少,一直混和了大部份的传统安全技术。理论上看,这些方法比全程量子网路的形式多了一些不确定性,而且在具体的密话业务上,安全性是足够的。
探路应用
决定了技术实现方法,营运商开始找寻应用。目前中国网通作出了量子安全通话、量子办公、量子物联网;中国移动作出了量子云盾和量子密话;中国联通做了量子加密手台、用量子通讯保障远程放疗等。
就中国联通来看,拥有3.91亿联通通讯用户量子通讯设备,和大量的银企顾客,一个重要方向是用量子秘钥技术,让普通手机支持量子安全通话,相当于给通话和邮件加了“一把锁”,能避免黑客功击、不可破译。
记者曾在中国联通展会现场试用量子通话手机,用户可在通话过程中一键选择两种通话模式,“加密通话”或“普通通话”,两种模式下的通话质量无差异。用户无须换号,只须要升级成量子安全SIM卡,但通话是单向的,须要对方也使用量子通话手机。上述联通人士称,目前这项业务还未能在联通营业厅申领,只面向企业申领。
另外,中国网通还搭配做了一款“天翼量子密话”APP量子通讯设备,应用市场可下载。作为一个加密即时通信软件,用户注册后可在平台通话交流,信息都是量子加密的。
人与人之间的通讯须要加密,照此思路,中国联通又试着加密物与物之间的通讯,即量子物联网。物联网代表了一种随处可见、规模化、低成本的万物互联,例如能感知路况的巴士、自动省电的路灯、自动调温的窨井,终端须要插物联网卡,将量子秘钥技术用到卡内,保障物与物之间的通信安全。

指责和困局
营运商的量子通讯产业化始终面临市场的培植和需求的刚需性等问题。
上述中国联通人士称,在消费市场,通话加密并非手机的新兴功能,传统加密手段仍然存在,消费者的安全意识在降低,但并不指出万无一失的安全,量子通话加密不容易被消费者感知。相对来看,银企用户对量子通话加密的反馈更好。目前在法庭、监狱、公安局和军队等单位开通量子密话或则量子高清密话业务,往前会投入更多力量到银企服务。
银企顾客对安全保障是有刚需的,并且用了量子安全,才能万无一失吗?
上述中国电信人士曾在推广时被用户指责过。他觉得,一方面,营运商没有建量子的专网和专线,意味着要保留传统安全的成份,传统安全的可靠性达不到理论上的万无一失;更重要的是,安全并非单点技术的加持,而是一个体系建设,用户甚至从产品设计之初就要融入安全的诱因,在管理的举措、制度安排上也要考虑到安全,这种都在技术以外、无法在单点产品上用量子才能保证的。如同一家只有工业2.0基础的鞋厂,即使用上工业4.0的技术,也难以急剧提高效率。
另一边,在量子估算上摸索的中国联通,也遇见了问题。
近日,中国联通正规划创立量子估算应用的实验室,并计划向下游企业采购或合作研制算法所需的硬件。上述中国联通人士称,目前,团队早已初步验证了量子算法在通讯领域的可行性,锁定了与业务结合的点,而且国外找不到能支撑应用水平的硬件,所以做下来达不到理论峰值。整体上看,这方面的软硬件和美国还有差别。
中国信通院发布的《量子估算发展态势研究报告》称,中国量子估算的总体发展态势良好,但也存在一些问题,目前关键材料、器件、仪表、环境系统等方面,面临供应链封锁断供风险,可能影响科技项目顺利施行。当前任务是补足支撑配套弱项,保障自主供给能力,例如举办供应链问题弱项专项攻关,为科研产业发展提供支撑。
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