北京國科量子通信研究院 孫雷 博士

　　量子通信和智慧交通關系是什么，量子通信能做什么？為什么量子通信能夠和智慧交通在一起產生融合創新？ 我主要分兩個部分介紹相關研究。跟第一個部分是幫大家介紹一下量子通信的原理和背景，第二是量子智慧交通新思路和探討。
　　首先物聯網、AI，核心就是現在的平臺化和大數據，因為AI深度學習沒有大數據的基礎，沒有辦法做精確。不管是物聯網還是大數據的應用，都很注重信息安全，沒有信息安全就沒有真正的網絡的應用和物聯網的應用，互聯網的安全數據的事故有很多，比如烏克蘭的電站大面積的停電事件，主要因為信息安全的問題，導致物聯網被別人侵入，甚至發生被攻擊的危險。
　　在20世紀早期的時候就已經奠定了量子計算物理基礎，是量子信息的第二個革命，量子物理在很多方面得到了很多應用，主要分為四個層面，一個是量子計算，一個是量子通信、量子測量、量子模擬。量子計算和量子通信是什么關系呢？如果對于量子比特的話，一個比特既是0也是1計算能力就會得到比較大的提升。如果是49個量子計算機的話，就可以達到現在的太湖之光測算的能力，如果達到100個量子比特就會超過全世界計算能力的100萬倍。早期量子計算機還是一個遙遠的傳說，但是這兩年發展來看量子計算發展非常迅速，IBM和谷歌也號稱在今年提出49量子比特位（音）。量子計算這對密碼學帶來非常大安全的顛覆，因為現在密碼體系或者非對稱的密碼體系是利用了計算能力和算法的復雜度之間的不匹配性實現必要的安全性，但是對于現在2048的分解，如果用現在的測算，大概也要上萬年的時間才能把私鑰破解出來，如果是量子計算的話，10秒之內就可以得到用戶的私鑰，這個就對安全帶來了非常大的顛覆。
　　量子通信又是什么呢？為什么能夠抵抗量子計算的風險呢？在現在量子物理學的計算當中，什么叫量子通信呢？量子通信就是用量子的物理形態進行信息的傳輸，量子是組成物質最基本的單元，是一個能量的概念，普朗克對微觀物理學研究，發現能量細分到最后是一個非連續的變量，這就提出能量有它最小的單元。它真正的物理存在有可能是分子，有可能是原子，現在在量子通訊當中應用最廣的是量子的分發，目前更多是應該光纖對大光子的操作實現密鑰在收發兩端的安全的分發。
　　利用BB84協議，是1984年提出的用在量子通訊方面量子密鑰分發的協議，通過單光子進行制備和測量之后，可以在通信的收發兩端同時產生量子術，實現了密鑰在收發兩端的安全的分發，用密鑰對傳統的信息進行加密，這種加密可以抵抗現在的量子計算的風險。
　　量子通信因為它的能力不可再分享，有量子的不可分割和不可復制的特性，通過這個特性保證了量子通信在密鑰分發的時候具備無條件的安全，保證了做密鑰分發的時候，密鑰能夠安全的到達A和B的發送方和接收方進行通信。
　　第一個就是千公里級別的量子運行常態的實驗，及千公里自由級別的量子密鑰的分發。木質衛星（音）是全世界的創新性的非常大的突破。包括在美國在日歐盟都有量子通訊把地面量子骨干網絡和一些衛星計劃的構建，像歐盟是提出了量子宣言，預計未來五年投入50億歐元，在量子通訊方面進行研究。
　　我國在量子保密通信領域走在世界的前列，包括從城域網和量子保密的建設都是走在世界的前列。在量子進入干線是去年11月份完成了全線的貫通，在今年的9月29日號，京滬干線正式開通，北京的廣告中心完成了北京和奧地利量子密鑰的視頻通話，現在在量子保密通信這塊達到了世界前列。
　　我們提出了QNET概念，包括現在基于底下的量子密鑰的分發網絡，構建一個量子安全的服務使能平臺，把量子密鑰提供的接口的能力，以及利用量子密鑰進行的身份認證健全這樣的能力進行封裝，封裝過后我們以API接口的方式提供給更多的行業使用，發布了QNET的理念。
　　量子安全如何同智能交通完美結合?它實現是密鑰在收發兩端的安全的分發，通過現在智能交通或者物聯網，都是終端、網絡、平臺和應用層，包括車載通訊的時候，VX、V2X等等的時候，車輛的身份認證、信息加密，包括敏感信息的傳輸都是需要有密鑰保護。
　　第一點就是實現智能交通離不開量子安全，因為數據中心需要對大數據的存儲、傳輸，用量子通信進行數據之間進行密鑰分發之后，可保障數據之間的傳輸。比如北京工商銀行在北京的上地機房和上海機房之間的數據災備和同步，通過京滬干線分發的密鑰進行保護，這對智能交通和智能車聯網，從國家到省，到各個區域之間的數據中心傳的數據用量子通訊給數據傳輸提供了更加可靠和更加安全的手段。
　　構建的安全服務的平臺解決了兩個問題，第一個是在上層應用設備使用時，不用和底層的量子通訊對接，另外是量子密鑰，或者是量子通訊是利用光纖進行分發來實現密鑰AB兩端的分發，利用這個平臺，可以通過量子網絡，它已經制備好的密鑰，制備到不管是安全的硬件，信用卡或者是一些芯片中，可以把它放在車載設備和傳感器里面之后，可以在終端和云端進行通訊的時候，實現設備的通訊管理以及終端和云端的加密傳輸。
　　2015年大家攻擊特斯拉安全漏洞的分析，當時是將私鑰和證書存儲在車載信息，一旦把車載存儲信息拿到就可以仿造中間人進行攻擊，能夠對平臺，防爆終端獲取密碼過后，通過平臺發出一些指令，控制車輛。這種對未來的無人駕駛或者是智能網聯車這種平臺和車輛之間的雙向健全、重要敏感信息的傳輸，包括身份的認證識別都非常重要。一旦說沒有安全的機制、安全手段可能就會出現《速度與激情8》里面通過后臺控制汽車，對現在的基礎設施和對人員身份的攻擊。包括車載的信息平臺，包括引入量子密鑰和量子芯片，配合云端的量子通信的應用系統，實現云端系統和車載設備，或者車載信息安全網關之間的雙向健全認證，對關鍵的信息的加密，這樣就可以使得車載，不管是車輛還是車載終端提供基于密鑰的合作。
最后希望通過量子網關通信作為新一代的信息技術，能夠提供更加可靠的信息安全保障，和車聯網和各界的合作伙伴，一起圍繞量子通信加行業應用，實現更多的創新和突破。