以量子通信技術賦能數字經濟為契機 打造西部科學城智核高地

曾建光

一、引言

2018年以來，美國對待中國高新技術產業越來越不友好，導致我國相關產業發展面臨非常大的風險。美國之所以能夠對我國高新技術產業實施限制，是因為現有的互聯網技術從理論到底層核心技術應用大都發源于美國，而我國在這些基礎性技術方面與美國存在較大差距。由于在傳統互聯網技術的核心技術方面我國沒有比較優勢，掌握核心技術的那些公司就很可能會利用其技術優勢，對我們的經濟施加壓力，由此可能造成重大的經濟風險。

現在的經濟發展特別是數字經濟越來越依賴于互聯網，可以說，沒有互聯網的發展，就沒有數字經濟。而數字經濟是未來經濟的重要組成部分，是我國未來經濟發展的主要驅動力之一。而目前我國數字經濟發展的基礎設施就是傳統互聯網技術，我國數字經濟的發展受制于現有的互聯網技術。那么，我國該如何有效改變現有的互聯網技術落后被動的局面？如何獲得技術性突破，打破目前受制于人的格局？特別是處于西部欠發達地區的成渝兩地如何通過新互聯網技術的研發創新在中國數字經濟的發展過程中拔得頭籌？量子通信技術的出現，為我們重新建構互聯網的基礎設施提供了一個良好的契機，也為成渝兩地在數字經濟時代實現趕超提供了一個絕佳的機會。

量子通信技術作為一種全新的加密通信技術，為未來新一代信息網絡安全提供了保障，成為未來信息社會通信的關鍵技術（許偉，2020）。隱私信息保護是數字經濟發展的核心組成部分。當前廣泛使用的加密技術都是基于高度復雜的數學難題，如ECC/SM2公鑰算法。隨著量子計算機的發展，這些數學難題的求解就變得越來越容易，由此導致現有的數字經濟基礎受到前所未有的挑戰（龍桂魯，2020）， 現有的很多加密算法在后量子時代將不再安全（Moody et al.， 2016）。為了應對現有的加密技術在新的互聯網架構之下遇到的挑戰，發展量子保密通信勢在必行。量子保密通信泛指采用量子原理，利用量子態作為信息載體傳輸信息的一種方式（龍桂魯，2020）?？傊?，量子通信技術能夠重塑傳統互聯網技術的安全性，重構傳統互聯網技術。如果我國的數字經濟能夠架構在量子通信技術重構的新一代互聯網技術之上，那么，我國數字經濟的發展就不會受制于人，更不會受到來自技術層面的攻擊等可能的潛在風險。

因此，對于數字經濟較為薄弱的成渝兩地而言，如何有效抓住量子通信技術發展這一千載難逢的機遇，在未來的數字經濟實現趕超就成為打造西部科學城智核高地，深化成渝地區雙城經濟圈的重要契機。

二、量子通信技術概述

量子通信（Quantum Communication）是量子信息科學的重要分支，量子通信是利用量子比特作為信息載體來進行信息交互的通信技術，可在確保信息安全、增大信息傳輸容量等方面突破經典信息技術的極限（王向斌，2018）。量子安全直接通信是一種可以在量子信道上直接傳輸機密業務信息的全新通信模式，對現有的通信理論和保密通信都是一種革新，它突破了傳統保密通信的雙信道結構，也提升了整個業務信息的安全性和價值定位（Kania and Costello，2018;龍桂魯，2020）。量子通信具有如下兩方面的優勢：一是由于量子通信是根據量子糾纏技術的基礎上發展起來的一種通信方式，能夠通過更改屬性降低信息傳輸過程中發生故障的概率，因此可以進行無障礙通信（肖磊等，2017）;二是量子通信的通信過程中的信息若遇到攻擊，會及時反饋通知給信源，進而確保了量子通信的安全性（肖磊等，2017）。

美國是全球最早將量子信息技術列為國防與安全研發計劃的國家。美國眾議院科學委員會2018年6月高票通過《國家量子倡議法案》，計劃在十年內給予能源部、國家標準與技術研究所和國家科學基金12.75億美元支持，全力推動量子科學發展。隨著量子理論體系的日益完善，量子通信技術已經逐步開始進入試用階段。2016年8月16日，我國自主研制的世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”成功發射。2016 年末，我國建造了京滬總長度為2000多公里的量子保密通信骨干線路。2017年9月，量子保密通信干線——“京滬干線”正式開通。同日，“京滬干線”與“墨子號”量子衛星成功對接，在全球首次實現了洲際量子保密通信。2020年6月15日，中國科學院宣布，“墨子號”量子科學實驗衛星在國際上首次實現千公里級基于糾纏的量子密鑰分發。

三、數字經濟對成渝兩地的重要性和潛在風險

數字經濟能夠改變目前中國經濟發展中的結構性矛盾，也能促進西部經濟發展找到新的增長機會。數字經濟引發的產業革命將深刻影響西部地區在國內價值鏈乃至國際價值鏈中的分工地位和重要性：一方面通過推進數字產業化、產業數字化，可以推動實體經濟與數字經濟深度融合發展，拓展西部經濟發展的邊界和新空間;另一方面數字經濟能夠極大降低東西部地區合作成本，加強西部與東部地區的經濟密切度，加速向國內價值鏈乃至國際價值鏈更高層次攀升，促進西部地區高質量發展。此外，從空間經濟的視角來看，發展數字經濟也能夠極大地弱化西部在經濟空間上的不利格局。

數字經濟的發展基礎是新一代信息技術，新一代信息技術的發展決定了數字經濟的發展潛能。但是，目前新一代信息技術的致命弱點源于其潛在的信息安全問題，比如，百度2012年遭受的網絡攻擊給百度帶來了不可低估的市場影響。這些信息安全隱患給企業的運營帶來了很多潛在的損失和不必要的成本。在這樣的數字經濟運營環境中，如何確保企業的信息安全就顯得非常重要。特別是采用新的技術對現有的信息技術以及互聯網進行重構就顯得尤為重要。由于量子通信能夠利用量子比特作為信息載體來進行信息交互的通信技術，因此，采用量子通信對現有的信息技術以及互聯網進行重構就成為了新一代信息技術持續發展的保障。量子通信能夠提升企業業務的網絡通信安全能力，保障企業信息基礎設施安全，從而確保數字經濟的健康發展。

但是，目前的量子通信還處于發展階段，離商用還有一段距離。因此，成渝兩地需要抓住量子通信發展契機，打造西部科學城智核高地，從而為下一代互聯網的發展貢獻成渝力量。同時，成渝通過抓住量子通信發展的契機，系統構建量子通信相關的生態鏈，從而為重構西部地區的數字經濟提供技術基礎。

四、以發展量子通信為契機，提升成渝兩地數字經濟發展高質量

美國政府自2018年以來，針對中國實施各種IT技術管制，這使得依賴于傳統互聯網技術的我國數字經濟未來發展的技術風險日益凸顯。目前完全剔除這一技術風險的唯一方式，就是尋找到可以完全代替現有互聯網的通信技術。這一技術就是量子通信技術。

那么，對于成渝雙城經濟圈而言，發展量子通信的機會何在？根據技術軌道理論（Dosi， 1997）可知，由于量子通信目前還處于測試階段，并沒有商用，因此，成渝雙城可以通過改變量子通信技術商用發展上的方向，進而獲得量子通信技術商用先機，為成渝雙城數字經濟的發展再上新臺階。成渝兩地發展量子通信技術有如下優勢：一是目前量子通信還處于試驗階段，還有很多技術瓶頸需要突破，還未進入到商業化階段。二是成渝地區有良好的通信技術相關的研究機構院校，如中國科學院大學（重慶）、北京大學（重慶）、核物理西南研究院、電子科技大學、重慶大學和重慶郵電大學。三是成渝地區強大的人口紅利。成渝地區輻射的人口可以達到3億人。四是有量子通信相關的資源。重慶郵電大學和中電科集團第三十二研究所聯合成立了量子信息技術創新研究中心;重慶和成都在智能制造、信息化產業方面發展也很好，所以具備一定的基礎，可以在量子信息服務技術領域有所作為。

成渝雙城該如何有效整合資源，抓住這次量子通信的發展機會？一是重視量子通信發展戰略和產業政策的制定。成渝雙城統籌制定以量子通信為核心的量子信息科學的發展戰略，特別是探索適合量子通信的商業模式。二是重視相關人才的培養與儲備。統籌成渝兩地的高校資源，充分利用兩地的高校和研究所資源，鼓勵充分合作，培養物理、計算機、數學等多學科交叉學科方面的人才。此外，量子通信發展依賴于良好的商業模式，因此，兩地也需要重視經濟和管理方面的人才培養。

五、結論

量子通信是未來通信行業的核心科學技術，能夠提升未來經濟發展所需要的信息技術基礎設施的安全性，為經濟持續健康發展提供有力保障。由于目前量子通信技術還處于試驗階段，根據技術軌道理論，可以通過在成渝雙城發展量子通信技術，特別是建造量子通信的樞紐中心，成渝雙城在量子通信中獲得發展先機，構建量子通信的生態鏈。一方面，有助于減少目前美國針對中國的IT技術封鎖和由此帶來的IT技術風險;另一方面，可以夯實成渝雙城在數字經濟中的基礎地位，充分分享國內價值鏈和國際價值鏈的分工和技術紅利。

基金項目：重慶市社會科學規劃項目“重慶市營商環境的持續優化與加快推進‘新基建研究”（項目編號：2020YBGL80）階段性研究成果。

作 者：重慶大學經濟與工商管理學院 教授，博士生導師

責任編輯：馬 健