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打造“绝对安全”的通信系统——记济南市量子通信创新团队

2012-09-11 18:00:29   作者:记者 郭跃军   来源:www.cxsdw.com   点击:
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    领军人物:赵勇,山东量子科学技术研究院有限公司执行董事、总经理。2010年,赵勇带领其团队筹建了山东量子科学技术研究院有限公司。公司以山东信息通信技术研究院为强大支撑平台,依托自主拥有的多项在量子通信领域内世界领先的技术,积极促进成果转化和产业化:在济南市搭建量子保密通信试验网,建成省新技术试验床,与山东省一起推动成为国家新技术试验床;在加快量子通信技术研发的同时,积极推进在国防、政府部门、金融机构等领域的广泛应用;倾力打造立足华北、辐射全国的“新一代信息安全技术”创新研发和产业基地。2011年6月,赵勇被评为“泰山学者海外特聘专家”。


    在济南市两批二十家优秀创新团队中,济南市量子通信创新团队是唯一一家破格入选的团队。
    济南市创新办副主任陈启璋在济南市优秀创新团队调研活动中表示,团队的依托单位——山东量子科学技术研究院有限公司到目前为止成立才两年半时间,仅此一项就不符合济南市优秀创新团队的申报要求。但是,量子通信创新团队的破格入选,主要是济南市创新办对量子通信团队所取得成绩、未来发展的综合考量。他还表示,济南市创新办期望量子通信创新团队能够通过技术研发、平台建设和人才凝聚,在世界量子通信领域占有一席之地,在全球引导、推动量子通信技术的产业化,并早日对我国的经济、国防建设做出重大贡献。同时,要让创新团队成为济南市创新型城市建设的人才主力军:“要争取做超人,树立济南形象。”


价值与前景:“绝对安全”的量子通信


    自古代的火漆封信,到现在的种种保密措施,“绝对安全”的通信是千百年来人类的梦想之一。然而,在今日这个信息技术飞速进步的时代,“绝对安全”几乎是海市蜃楼。
  但是,在量子物理的指引下,“绝对安全通信”又成为科学家们认为可行的技术追求。根据量子物理的基本原则——“测不准原理”,未知“量子态”不能被精确地复制,任何探测它的企图都会改变它的状态。那么,被某人拥有的“量子态”,就不能被任何其他人偷窥,因为可以通过检测“量子态”是否改变,从而知道是否有人窥测过这个“量子态”。
  据介绍,广义上的量子通信,是指把量子态从一个地方传送到另一个地方,它的内容包含量子隐形传态,量子纠缠交换和量子密钥分配。狭义来讲,量子通信只是指量子密钥分配或者基于量子密钥分配的安全保密通信。通俗地说,量子密钥分配是利用“脆弱”的量子态荷载信息,从而保护秘密信息不被窃听。量子通信的重要意义,不仅体现在可以提高通信安全性,还可以降低通信的能量损耗,提高信道传输容量,扩充网络的地址资源。
  据赵勇博士介绍,作为将来光通信的发展方向之一,量子通信代表了一个新的行业方向。作为量子论和信息论相结合的全新研究领域,量子通信与传统通信方式相比,具有高效率和绝对安全等特点,在国家安全、金融等信息安全领域有着重大的应用价值和前景。 


成就与目标:打造世界量子通信技术产业基地


    成立于2010年3月的山东量子科学技术研究院有限公司,由山东省政府与中国科学技术大学共同组建,并得到了国家科技部和中国科学院的全力支持,主要致力于量子通信技术系统化研发与工程化、产业化的实现。
  据赵勇博士介绍,公司成立不到半年,就牵头申报了科技部第一个量子通信领域内的“863”计划主题项目——“光纤量子通信综合应用演示网络”,项目经费总额6000万元。项目的总体目标是实现量子通信网络的系统集成关键技术和远距离、高速率量子通信实用化核心技术的突破,实现多用户环境下的量子通信网络应用演示,推进量子通信实用化研究和量子通信网络技术标准的制定。该项目于2010年8月定向发布,并于2011年底正式启动。这一点,充分显示了赵勇团队的研发实力。
  目前,该团队正在承建山东省重大科技创新平台和首批战略性新兴产业项目——济南量子通信实验网,这一项目总投资额达1.2亿元。目前,已经完成三个节点的骨干网络建设。将来,将搭建50个节点的量子通信试验网,并以此试验网为基础,推动该网成为国家级量子通信新技术试验床,研究制定量子通信技术标准,形成具有完全自主知识产权的国际领先的一系列量子通信核心技术,将山东打造为中国乃至世界的量子通信技术产业基地。
  今年2月,公司与中科院量子技术与应用研究中心共同负责建设的新华社“金融信息量子通信验证网”正式开通,实现了基于量子通信网络的高保密性的安全视频电话、实时文字交互和高速加密数据文件传输等应用。作为世界上首次利用量子通信网络实现金融信息传输的通信应用网络,是量子通信网络技术保障金融信息传输安全的第一次技术验证和典型应用示范,意味着我国在量子通信技术的应用研究方面继续保持者国际领先的优势。
  目前,公司承担了省自主创新成果重大专项两项——“通用型量子通信系统关键器件”和“新一代高速量子通信终端”的研发。作为量子通信产业化的重要物质载体,于2010年11月启动的“通用型量子通信系统关键器件”项目比计划提前8个月获得了预期成果,达到了国际先进水平。于2011年6月启动的“新一代高速量子通信终端”项目,已经初步完成了高速量子密匙提取终端的开发,并在济南量子通信试验网骨干网的扩容实验中得以应用。这两个项目的成功研发,将大大推进了量子通信应用和产业化的进程。
  赵勇博士说:“目前,公司已获得国内发明专利1项,进入实质审查1项,正在申报4项。还取得了实用新型专利授权2项,软件著作权3项,软件产品1项,拥有山东量科密匙管理系统V2.4、双向量子密匙生成系统、高速量子密匙发射终端、高速量子密匙接手终端、百MHz量级单光子探测器等具有自主知识产权的产品,为量子通信的应用推广创造了良好的技术基础。”


平台和人才:支撑团队发展的基础


    赵勇博士认为,团队之所以能够取得这样的成就,得益于山东省各方面人才政策和平台建设支持,得益于“建设团队打造平台、依托平台建设团队”这一良性循环。
  在公司成立前后,山东省政府积极推进量子科研工作,通过山东信息通信技术研究院,投资5600万元,启动建设山东量子技术研发平台。山东省科技厅积极支持山东省量子通信工程技术中心的建设。在此基础上,公司承担了省科技创新平台——山东量子技术研发研发公共平台的建设,目前,已经完成一期建设。同时,还完成了辅助平台——量子通信测试和验证平台的建设。
  在强加平台建设的同时,公司积极推动技术产业联盟的建设。2011年7月5日,量子信息技术产业创新战略联盟第一届理事会成立,山东量子科学技术研究院有限公司被推选为理事长单位。联盟的成立,联合了中国科学技术大学、解放军信息工程大学、清华大学、山西大学、国防科学技术大学等国内量子技术研发的核心力量,也为公司下一步的发展奠定了良好的产学研合作基础。
  据介绍,山东量子科学技术研究院有限公司已经聘请潘建伟院士为公司首席科学家。目前,公司正在积极筹建山东省企业院士工作站,以引进中科院院士潘建伟及其团队入驻。为了团队的发展,公司还签约了中科院“百人计划”人选陈增兵博士,引进了新加坡南洋理工大学海外归国博士1名。
  济南市量子通信创新团队的主要成员,则由海外归来博士、211工程高校博士、原国内知名IT企业资深工程师等组成,具有较丰富的软硬件开发经验、较强的系统集成能力。团队的领军人物赵勇博士毕业于德国海德堡大学,入选山东省“万人计划”人选,并被授予了“泰山学者海外特聘专家”荣誉称号。
  赵勇博士表示:“将来,我们创新团队将以科研为重点,继续推进量子通信的产业化,进一步完善人才队伍建设。创新团队的研究,将为实用化量子通信网络的组建奠定技术基础,并进一步开拓量子通信的应用。下一步,团队将致力于突破量子通信技术走向实用的瓶颈,推进光纤量子通信综合试验网的快速实施,实现我国在该领域研究开发与产业化方面的重大进展。”