对话国盾量子副总裁唐世彪：坚持自主可控，壮大产业生态
近年来，量子科技发展突飞猛进，成为新一轮科技革命和产业变革的前沿领域。量子信息技术能提升信息安全保障能力、运算处理速度、测量精度和灵敏度。加快发展量子信息技术，对促进高质量发展、保障国家安全具有非常重要的作用。
2021年11月，美国商务部将包括12家中国实体在内的27家实体新增列入“实体清单”，科大国盾量子技术股份有限公司（简称“国盾量子”）及其子公司上海国盾量子信息技术有限公司（简称“上海国盾”）被列入其中。对此，国盾量子公告表示“该事项对公司生产经营的影响总体可控”。
那么，让美国如此神经紧绷的国盾量子究竟是一家什么样的企业？
近日，在国盾量子喜迎世界首颗量子微纳卫星升空之际，《光子盒》对国盾量子副总裁、副总工程师唐世彪进行了专访。
国盾量子副总裁、总工程师 唐世彪
（受访者供图）
01
无人区探索的前沿科技公司
依托中科大量子研究团队，国盾量子成为了中国最早从事量子科技产业化的公司。接受采访时，唐世彪表示，“在我的理解里，国盾量子是一个在无人区探索的前沿科技公司。整个量子科技行业也还处于开拓阶段，和行业共同成长是国盾量子引以为傲的事情。”
在唐世彪眼中，国盾量子发展史上有三个重要的转折点，意义重大。第一个是2011年，公司成立之初便开始着手合肥城域量子通信试验示范网项目，这是当时全球首个规模化的量子通信城域网，在世界上首先验证了城域网这一工程技术的可行性，让量子通信技术真正从实验室走向了工程化。第二个转折点是2017年从城域到干线的发展，“墨子号”成功对接“京沪干线”，率先完成了天地一体化广域量子通信技术的验证。第三个转折点是2020年公司在科创板上市，唐世彪认为这对于国盾量子而言相当于二次创业。
中国量子科技的重要里程牌，几乎都有国盾量子的身影。包括近日我国发射的世界首颗量子微纳卫星“济南一号”，国盾量子和国科量子通信网络有限公司在地面应用系统、小型化地面站研制、建设和运行方面提供了支持。
济南一号在轨运行示意图。图片来源：墨子沙龙
国盾量子左手科研，右手产业，双管齐下，一直将量子信息技术工程化、商业化作为必达的使命，背靠中科大，为量子科技的基础原理到商业化应用做出了不懈努力。对此，唐世彪表示，“因为有科大实验室在做一些基础的理论研究，国盾量子可以更好地去将科技成果进行转化，国盾的任务非常纯粹，就是把实用化的量子信息技术给工程化、商业化。”
02
产业发展，标准先行
对量子保密通信等新兴技术而言，相关标准的制定是行业大规模应用推广的必要条件，国盾量子在国内外相关行业标准制定上发挥着重要作用。
“其实国内对这种标准的重视程度跟国际还是有差距的，国内可能更多地是将它应用起来，但国际上就是先把标准制定起来。”唐世彪认为如果在起步阶段就落后他人，对之后产业的产品化将会不利。加强标准体系的建设，科技才能更好地带动本产业上下游的分工合作，推动产品更快速地发展。“比如探测模块，我们的标准是什么？波长的选择是什么？这样定好了之后，我们的一些探测技术、调制技术就可以按照这个标准去发展。”
国盾量子能够参与到相关国际标准的制定，主要得益于两方面。一方面是国盾量子在产业化工作中取得的卓越成果；另一方面是目前整个国家在量子科技发展方面已经走在了世界前列，而在国际标准制定时，国盾量子的参与更多是国家话语权的体现。“在这个过程中，我们发现不止是我们一家企业在负责标准化的项目，包括一些科研机构等也在为中国在量子领域的国际话语权共同努力。”
在国内范围来说，2021年，国盾量子在通信行业和密码行业牵头制定的标准先后发布，意味着我国量子信息技术在通信行业标准、密码行业标准上陆续实现“零的突破”。在国际范围来说，2021年公司牵头制定的国际标准《QKD网络的安全要求和措施——密钥管理》获得国际电信联盟电信标准化部门（ITU-T）批准通过，同时新增了5项ITU国际标准的立项。跟标准制定工作同步的还有产品资质方面的推进，历时两年，国盾量子小型化偏振编码量子密钥分发（QKD）产品在2021年3月通过了商用密码检测中心的检测，成为国内同类产品中的首款。在这个基础之上，国内其他相关企业的量子产品也陆续通过了商密检测。
03
坚持自主可控
2009年，国盾量子在国家鼓励科技成果转化的背景下成立；经过十一年的辛勤耕耘，2020年7月，国盾量子成功登陆科创板，成为A股第一家主营量子科技产品的上市公司；2020年11月，国盾量子入选国家工信部公示第二批专精特新“小巨人”企业名单。这一切得益于公司一直以来坚持自主可控。
“我们成立之初就一直坚持我们核心技术的自主可控。”对于国盾量子的技术优势，唐世彪自豪地表示，量子通信、量子计算、量子测量、光电器件等很多底层技术都是相通的，国盾量子前期在量子通信方面十几年自主可控的技术也成为了他们的底气，为业务拓展和其他业务的技术提升提供了很多基础条件。
除此之外，国盾量子坚持自主可控的另一个原因是曾经深受“卡脖子”之苦。唐世彪回忆到，公司成立之初，国内的部分核心元器件严重受制于人，那时这些器件主要靠美国厂商供货，然而供货不稳定，交货周期长，良品率不高。为解决这一被动局面，国盾量子团队决心将重要器件的核心技术掌握在自己手中，现实告诉国盾量子，投入资源实现产品的真正国产化，才是最安全的。
2021年11月，国盾量子被美国商务部加入“实体清单”，唐世彪表示这件事对公司整体运营的影响是可控的。目前来说，国盾量子在量子保密通信领域的核心产品量子密钥分发设备已完成元器件的全部国产化验证和样机设计，该领域其他相关产品和量子计算调控系统等产品的核心组件已经实现国产化，少量的通用进口元器件均有国产化替代方案。“更重要的是也会让我们更加坚定自主可控的发展路线。”但是国盾量子仍然希望国际能够保持良好的开发交流环境，在人类命运共同体面前，科研没有国界，尤其是会涉及很多科研方面的合作。
在坚持自主可控的路上，国盾量子交出了一份高分答卷。到目前为止，国盾量子已经在各个量子领域全面开花。
信息安全是真正的刚需，没有信息安全就没有国家安全，国盾量子即是为通信安全而生。在量子通信方面，公司的产品包括量子密钥分发设备、量子卫星小型化地面接收站等量子保密通信网络核心设备；另外还包含量子通信与人工智能、大数据、物联网等技术融合推出的量子安全应用产品。
国盾量子自成立以来一直支持量子保密通信网络的建设，一个天地一体化的量子网络基本架构由中高轨量子卫星、低轨量子通信卫星星座、大规模地面光纤量子通信网络构成，地面光纤量子通信网络又包括骨干网、城域网以及行业接入网等。据2018年年底数据显示，中国已经建成的实用化光纤量子保密通信网络总长（光缆皮长）达7000多公里，其中超6000公里使用了国盾量子的产品。包括世界首条千公里级量子保密通信“京沪干线”、“武合干线”等骨干网项目，以及合肥、济南、北京、上海等地城域网。2018年后国盾量子为“国家广域量子保密通信骨干网络建设一期”工程的部分项目（北京至哈尔滨段、海口至文昌段）、“合肥量子城域网”（目前全国最大、覆盖最广、应用最多的量子城域网）等提供了核心量子通信设备和相关技术服务。
量子计算是国盾量子最近两年兴起的业务，ez-Q™ Engine超导量子计算操控系统成功支持“祖冲之二号”完成量子计算优越性实验。此外，国盾量子正在投资建设“量子计算机原型机及云平台研发项目”，计划先后研制两台高性能超导量子计算原型样机，开发量子计算云平台，形成适用于高性能超导量子计算机的新一代量子调控技术、超导量子计算机整机集成技术等核心技术。国盾量子目前已向高校和科研院所如南方科技大学、中国科学院物理研究所等单位销售量子计算机相关仪器设备，并为国内两家客户提供了量子计算机的整机搭建服务。
图片来源：国盾量子
最近，国盾量子将携光电器件产品亮相CIOE中国光博会。对此，唐世彪表示，光电器件这一业务之所以衍生，是由于国盾量子在发展量子信息技术和推广应用的过程中，发现不少高校、科研院所和企业对国产化、高精度的光学器件、调制技术也有很大需求。比如，决定激光雷达性能的最关键因素是弱光电信号的探测能量，微弱大气后散射信号的极限就是单光子，国盾量子在光电领域的积累可以助力大气激光雷达探测向人眼安全（1550nm波段）弱光探测等方向发展。发展光量子调控技术和相关光电器件产品，是响应市场需求的顺势而为，是实现量子信息技术自主可控的必由之路。目前已经推出了近红外单光子探测器，近红外线阵传感器、飞秒激光频梳、长脉冲单频光纤激光器等等产品，可以服务于教育、科研、医疗、环保等领域。
04
促进产业生态多元发展
只有能够服务于社会的科学技术才是真正实用的。对于国盾量子的进一步发展规划，唐世彪表示，“一个是继续基础科研的投入，不忘初心；另一个是想办法让更多的生态伙伴加入进来一起把科技成果转化做得更好一些。”一个行业要发展，仅靠一两家企业的努力远远不够，需要更多的生态伙伴加入，让更多的产业生态模板嫁接到量子科技产业中，在大家共同努力之下促进产业链上下游繁荣发展，这样对整个行业发展，以及量子信息技术更好地服务于社会生活都是一个极大的满足。
2022年初，国盾量子和合肥燃气合作开发了国内首批“量子安全智能燃气表”，目前已经开始试点，优化测试后也将进一步扩大其使用范围。“量子安全智能燃气表”能够实现居民家庭用气信息的实时远程传输，抄表员不用再上门“抄表”，十分方便；同时，通过量子密钥分发技术，可以实现量子安全物联网燃气表、合肥燃气物联网采集平台与量子安全密管平台有机融合，以量子安全技术构建了云、管、端三个层面的安全防护体系。
除量子安全智能燃气表外，2022年6月，国盾量子和安徽科大擎天科技有限公司、合肥工业大学签署战略合作协议，三方将围绕智能网联汽车的前瞻性技术、关键共性技术和工程应用技术等领域开展创新研发，加快科技研究成果向产业技术转化。对此，唐世彪认为“可以将智能汽车理解成一个智能终端，如果它的数据和指令被劫持，后果将不堪设想，量子通信更多的是一种信息安全，随着科技的不断发展，这种智能终端应用越来越广，同时也会对我们的信息安全传输带来更大的挑战。”
近年来国盾量子携手中国电信、科大讯飞、华典大数据等企业，联合推出量子安全通话、量子加密智能办公本、量子安全智慧社区系统等产品和服务，推动量子技术逐步走进千家万户，为个人信息安全保驾护航。
图片来源：国盾量子
除此之外，国盾量子计划和行业内优势单位共同建立产业联盟，助力产业生态更好发展。基于公司之前的努力，量子通信板块已经形成了相对完善的产业链，国盾量子在联盟里主要从事核心设备和核心器件的开发。在量子计算行业，国盾量子将承担起自己的责任，将产业生态带动起来。
对于国盾量子而言，目前面临的主要挑战是需求对接问题，这也是量子科技行业的通病——公司不知道市场端或客户端有怎样的需求，市场端或客户端不知道公司有什么技术。针对这一问题，唐世彪希望“让我们的产品能够被更多的人知道，让更多的人把他们的需求，尤其是国产化自主可控的需求给到我们。因为我们在底层技术这一块有很多积累，但是在需求对接这一块需要做更多努力。”
国盾量子希望政府出台有关政策，鼓励相关单位“先行先试”，在电子政务、金融信息、电力调度等高等级安全领域使用量子保密通信技术；也可以鼓励相关企业与量子保密通信企业合作，共同开发量子安全应用，形成可复制推广的应用场景；同时在基础设施方面推动“天地一体”的量子通信网络建设，形成“网络建设-接入应用-技术发展-网络扩容”的良性循环；加快量子保密通信相关技术及产品的系统测评，制定有关国家标准，鼓励合规产品投入市场。
最后当被问到如何看待行业竞争时，唐世彪笑着表示，“虽然我们公司成立13年了，但是整个行业仍然处于发展初期，我们非常欢迎竞争对手加入，一起把产业做大。”