現(xiàn)階段的“量子手機(jī)”屬于QKD（量子密鑰分發(fā)）移動(dòng)化應(yīng)用的一種過渡方案
“5G+量子”正助力量子科技邁向民用。
新年伊始，國(guó)內(nèi)首款量子安全通話SIM卡——“量子密話”在安徽試點(diǎn)應(yīng)用，這讓量子通信走進(jìn)千家萬(wàn)戶的理想變?yōu)榱爽F(xiàn)實(shí)。
目前，中國(guó)電信推出的這款帶有量子安全通話功能的國(guó)產(chǎn)手機(jī)，正面向安徽省內(nèi)招募“量子密話”體驗(yàn)客戶。
第一財(cái)經(jīng)記者從中國(guó)電信了解到，用戶如需辦理量子安全通話產(chǎn)品，可攜帶身份證前往當(dāng)?shù)貭I(yíng)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(hào)，也不需更換手機(jī)。在每次通話時(shí)，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(chǔ)的原理，在量子通信手機(jī)中預(yù)先將量子密鑰置入SIM卡中，利用量子隨機(jī)數(shù)及量子密鑰分發(fā)機(jī)制生成認(rèn)證密鑰及通話密鑰，以實(shí)現(xiàn)“端到端”更安全的通信加密或鑒權(quán)認(rèn)證。
“量子通信的本質(zhì)就是量子密鑰的傳輸，是被嚴(yán)格證明的‘無條件安全通信方式’。” 量子物理學(xué)家，中國(guó)科學(xué)院院士潘建偉曾表示。
值得注意的是，“量子密話”傳輸?shù)氖恰坝煤髲U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(shí)，通話會(huì)隨機(jī)抽取芯片內(nèi)的一個(gè)量子密鑰與后臺(tái)建立連接、校驗(yàn)身份信息，認(rèn)證通過后，再另外實(shí)時(shí)生成一個(gè)新密鑰作為會(huì)話密鑰。由于認(rèn)證密鑰與會(huì)話密鑰相分離，通話的語(yǔ)音信息即使被其他人捕捉，也無法獲得真實(shí)內(nèi)容，安全性高。
事實(shí)上，從理論突破走向產(chǎn)業(yè)化的過程中，量子通信仍需突破規(guī)模化生產(chǎn)的難題。
據(jù)悉，此次推出的“量子密話”是基于國(guó)產(chǎn)密碼芯片和國(guó)密算法，以實(shí)現(xiàn)量子密鑰的存儲(chǔ)以及安全通話加解密服務(wù)，能夠滿足手機(jī)的量產(chǎn)需求。近日，紫光國(guó)芯微電子股份有限公司已開始批量供貨“量子密話”產(chǎn)品需要使用的定制SIM卡。
一名從事量子通信技術(shù)研發(fā)的科研人員告訴第一財(cái)經(jīng)，目前，量子保密通信主要為政務(wù)、金融、國(guó)防等機(jī)構(gòu)服務(wù)。推動(dòng)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(fèi)者對(duì)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(shí)。
第一財(cái)經(jīng)記者發(fā)現(xiàn)，“量子密話”在實(shí)際終端上并未采用量子技術(shù)，僅需利用安全存儲(chǔ)空間來存儲(chǔ)的量子密鑰數(shù)據(jù)。同時(shí)，在沒有信號(hào)的情況下，擁有定制的“量子SIM卡”的手機(jī)仍無法進(jìn)行通話，并不具備量子通信“實(shí)時(shí)性”的特征。
國(guó)際電信聯(lián)盟FG-QIT4N量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)工作組主席馬彰超曾表示，現(xiàn)階段所研制的“量子手機(jī)”屬于QKD（量子密鑰分發(fā)）移動(dòng)化應(yīng)用的一種過渡方案。在技術(shù)原理上，更多的是在密碼學(xué)領(lǐng)域取得了安全性的優(yōu)勢(shì)，而通過無線鏈路來真正實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)移動(dòng)化QKD”，仍待進(jìn)一步的科技突破。
目前，量子通信技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化和量子器件的小型化、芯片化正成為各國(guó)在量子科技領(lǐng)域的發(fā)力點(diǎn)。
2020年5月，三星推出世界首款量子智能手機(jī)——Galaxy AQuanyum5G量子通信手機(jī)，該手機(jī)上集成了韓國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商SKT與瑞士量子通信設(shè)備商ID Quantique聯(lián)合研制的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器（QRNG）芯片。
據(jù)悉，此次國(guó)內(nèi)推出的首款支持“量子SIM卡”安全通話的手機(jī)，是由中國(guó)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(wǎng)絡(luò)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)服務(wù)。其中，量子通信技術(shù)的龍頭企業(yè)科大國(guó)盾量子技術(shù)股份有限公司（下稱“國(guó)盾量子”，）為公司第二大股東，持有該公司36％的股份。早在2017年，國(guó)盾量子已經(jīng)與中興通訊合作推出過全球首款商用“量子加密手機(jī)”。
2020年年底，中國(guó)電信集團(tuán)有限公司副總經(jīng)理劉桂清曾表示，在未來五年里，中國(guó)電信將聚焦“量子鑄盾行動(dòng)”，為10個(gè)城市的公共安全提供量子安全云，為100個(gè)城市提供量子安全組網(wǎng)方案，為10000個(gè)政企客戶提供量子安全加密解決方案，為1000萬(wàn)移動(dòng)終端用戶提供量子安全通話服務(wù)。此次推出的“量子SIM卡”正是其計(jì)劃落地的關(guān)鍵一步。
伴隨國(guó)內(nèi)量子保密通信網(wǎng)絡(luò)不斷織密，并下沉到普通消費(fèi)者，量子通信在基礎(chǔ)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(guó)際學(xué)術(shù)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(wǎng)絡(luò)”的論文，證明了廣域量子保密通信技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的條件已初步成熟。根據(jù)《自然》雜志審稿人介紹，這是地球上最大、最先進(jìn)的量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)，是量子通信“巨大的工程性成就”。