量子通信技術(shù)在商業(yè)銀行的應(yīng)用前景

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摘要:量子通信是近二十年發(fā)展起來(lái)的新型交叉學(xué)科，是量子論和信息論相結(jié)合的新的研究領(lǐng)域，在較短的時(shí)間內(nèi)迅速成為廣大學(xué)者研究的熱點(diǎn)，獲得社會(huì)的廣泛高度關(guān)注。近年來(lái)，隨著各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)逐漸被突破，量子通信已逐步從理論階段和實(shí)驗(yàn)階段，開(kāi)始走向?qū)嵺`應(yīng)用和高速發(fā)展階段。本文首先對(duì)量子通信技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，其次詳細(xì)分析量子通信技術(shù)在商業(yè)銀行的應(yīng)用前景，最后給出相應(yīng)的對(duì)策建議。

關(guān)鍵詞:量子通信；商業(yè)銀行；量子密鑰分發(fā)；應(yīng)用前景

0引言

上世紀(jì)90年代，量子通信是以量子論和信息論為研究領(lǐng)域而發(fā)展起來(lái)的新型交叉學(xué)科，在較短的時(shí)間內(nèi)迅速成為廣大學(xué)者研究的熱點(diǎn)，獲得社會(huì)的廣泛高度關(guān)注[1-2]。近年來(lái)，隨著遠(yuǎn)距離量子通信獲得較大突破，2016年，我國(guó)在甘肅酒泉成功發(fā)射了人類第一科量子通信衛(wèi)星“墨子號(hào)”[3]，2017年，總長(zhǎng)度超過(guò)2000公里的“京戶干線”量子信息通道建成，量子通信技術(shù)已逐漸從理論階段和實(shí)驗(yàn)階段，開(kāi)始走向?qū)嵺`應(yīng)用和高速發(fā)展階段。本文首先對(duì)量子通信技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，其次詳細(xì)分析量子通信技術(shù)在商業(yè)銀行的應(yīng)用前景，最后給出相應(yīng)的對(duì)策建議。

1量子通信技術(shù)的介紹

1.1量子通信的概念

量子通信的理論概念是由美國(guó)科學(xué)家CharlesBennett于1993年在量子糾纏理論的基礎(chǔ)上提出，量子通信是指利用單個(gè)光量子不可分割和量子不可克隆原理的奇特性質(zhì)，以量子為載體（傳輸信道）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，它是一種全新的絕對(duì)安全通信方式[4-5]。

1.2量子通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

量子通信作為一種全新的通信方式具有以下特點(diǎn)：一是絕對(duì)安全，量子通信不依賴復(fù)雜的數(shù)學(xué)算法，而是采用量子密碼學(xué)技術(shù)，以量子狀態(tài)作為加密秘鑰保障通信安全，如果通信過(guò)程中發(fā)生截獲、修改或復(fù)制等操作均會(huì)導(dǎo)致量子狀態(tài)發(fā)生改變，進(jìn)而保障了數(shù)據(jù)傳輸具有不可竊聽(tīng)、不可復(fù)制的特性，打破了經(jīng)典的傳統(tǒng)加密方式的壁壘，真正實(shí)現(xiàn)“絕對(duì)安全傳輸”。二是高效率，由于量子疊加原理的存在，量子系統(tǒng)可以處在不同量子態(tài)的疊加態(tài)上，一個(gè)n維量子態(tài)可以包含2ⁿ個(gè)態(tài)信息，而量子并行性提供的巨大處理能力，可以同時(shí)對(duì)2ⁿ個(gè)信息進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，因此使用量子通信和量子計(jì)算相結(jié)合，可以是實(shí)現(xiàn)對(duì)n維量子態(tài)進(jìn)行傳輸，使傳輸能力和傳輸效率顯著提高[6]。三是較強(qiáng)的抗干擾力，量子通信是以量子為載體進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信，不會(huì)受到障礙物阻隔，具有穿越大氣層的能力，同時(shí)，還具備線路零時(shí)延和無(wú)電磁輻射污染的優(yōu)質(zhì)特性，既可以大大提升傳輸速度，又能充分保障通信信道的環(huán)保。

1.3量子通信原理

1984年，CharlesBennett與GillesBrassard提出了著名的首個(gè)量子密鑰分發(fā)協(xié)議（即bb84協(xié)議），為量子通信成為可能[4]。目前，量子通信一般分為以下兩類，一類是采用直接通信方式的量子隱形傳態(tài)（QuantumTeleportation，QT），它是利用量子的糾纏特性原理直接通過(guò)量子進(jìn)行信息傳遞。A粒子和B粒子糾纏在一起，B粒子逐漸向遠(yuǎn)離A粒子的方向運(yùn)動(dòng)，然后通過(guò)技術(shù)手段使A粒子和另一個(gè)粒子C糾纏在一起，最后C粒子和B粒子將擁有同樣的信息，通過(guò)這種方式可以將某一信息從甲地瞬間傳輸至乙地[7]。另一類是采用間接通信方式的量子密鑰分發(fā)（QuantumKeyDistribution，QKD），它是以量子力學(xué)為基本原理，利用量子力學(xué)的海森堡不確定性原理和量子態(tài)不可克隆定理，建立一條經(jīng)典通道（傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)）和一條量子信道分別用于傳輸密文和產(chǎn)生秘鑰，每一次新的信息傳遞，通信雙方都會(huì)生成新的秘鑰，通過(guò)一次一密的方式保障信息安全，同時(shí)還可以準(zhǔn)確判斷傳輸過(guò)程中是否發(fā)生竊聽(tīng)，真正實(shí)現(xiàn)了絕對(duì)安全可靠傳輸。目前，量子秘鑰分發(fā)逐漸成為發(fā)展勢(shì)頭最猛、應(yīng)用最廣泛的通信方案。

2量子通信技術(shù)對(duì)商業(yè)銀行的應(yīng)用前景

量子通信技術(shù)具有通信效率高、安全性突出，保密性出色，在政府、通信、金融等國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域或部門有較多的應(yīng)用前景，這給具有客戶眾多、業(yè)務(wù)豐富、交易頻繁、數(shù)據(jù)量巨大、安全要求高等特點(diǎn)的商業(yè)銀行帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇。一是提供海量、高速的數(shù)據(jù)傳輸能力。為滿足生產(chǎn)中心和災(zāi)備中心相隔1000公里以上監(jiān)管要求，國(guó)內(nèi)商業(yè)銀行都采用“兩地三中心”概念和架構(gòu)模式部署建設(shè)數(shù)據(jù)中心和災(zāi)備中心，各中心之間將涉及海量的數(shù)據(jù)傳輸，利用量子通信的特點(diǎn)，組建新型的量子通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，特別適合解決海量數(shù)據(jù)傳輸效率和安全問(wèn)題。二是提供安全的、可靠的保密傳輸通道。目前各商業(yè)銀行與監(jiān)管機(jī)構(gòu)、政府之間、合作企業(yè)以及商業(yè)銀行總行與各分支機(jī)構(gòu)之間均會(huì)涉及一些重要的涉密信息傳輸，利用量子通信絕對(duì)安全的特點(diǎn)，建立可靠傳輸鏈路，保障涉密信息的安全性。三是保障業(yè)務(wù)交易絕對(duì)安全，目前銀行柜面交易、網(wǎng)上交易、移動(dòng)支付、跨境支付等均采用傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)和加密技術(shù)手段保障業(yè)務(wù)安全，隨著量子技術(shù)不斷普及，業(yè)務(wù)交易的脆弱性逐漸凸顯，而采用量子信息技術(shù)的通信和加密方式可以很好的保障業(yè)務(wù)交易安全，保護(hù)客戶隱私。四是拓寬業(yè)務(wù)創(chuàng)新空間。量子通信技術(shù)結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈等新興技術(shù)，以量子通信技術(shù)作為基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)和通訊安全基礎(chǔ)，以其他新興技術(shù)作為應(yīng)用工具，以業(yè)務(wù)流程優(yōu)化、業(yè)務(wù)流程再造作為突破點(diǎn)，不斷開(kāi)展先進(jìn)的金融科技創(chuàng)新和深層次的應(yīng)用創(chuàng)新，進(jìn)而提升客戶粘性，增強(qiáng)銀行的核心競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)于傳統(tǒng)商業(yè)銀行來(lái)說(shuō)，雖然量子通信技術(shù)的創(chuàng)新到來(lái)，給商業(yè)銀行帶來(lái)許多轉(zhuǎn)型發(fā)展機(jī)遇，但是量子通信技術(shù)帶來(lái)的重大革命也給傳統(tǒng)商業(yè)銀行帶來(lái)了巨大的沖擊和挑戰(zhàn)。從商業(yè)銀行內(nèi)部變革來(lái)看，一是量子通信技術(shù)的深入應(yīng)用將對(duì)傳統(tǒng)的基礎(chǔ)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、數(shù)據(jù)架構(gòu)和應(yīng)用架構(gòu)模式造成巨大沖擊[10]，勢(shì)必會(huì)改變傳統(tǒng)架構(gòu)模式以適應(yīng)量子通信架構(gòu)；二是商業(yè)銀行經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，基本已經(jīng)形成了自己的比較成熟的業(yè)務(wù)生態(tài)系統(tǒng)，量子通信技術(shù)不斷與業(yè)務(wù)的創(chuàng)新應(yīng)用必將對(duì)傳統(tǒng)業(yè)務(wù)架構(gòu)或業(yè)務(wù)生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)重大變革；三是量子通信的理論研究、落地應(yīng)用和后期維護(hù)等工作都對(duì)商業(yè)銀行的科技能力和人才儲(chǔ)備提出了更高的要求。從外部安全形勢(shì)來(lái)看，一方面，隨著量子通信技術(shù)不斷的普及應(yīng)用，商業(yè)銀行傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)加密措施、交易防護(hù)手段將變得十分脆弱，都將給銀行的信息安全帶來(lái)嚴(yán)重的威脅；另一方面，量子通信技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展必將使各商業(yè)銀行間的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)變得更加激烈。

3應(yīng)對(duì)量子通信技術(shù)的發(fā)展建議

隨著量子通信技術(shù)逐步走出實(shí)驗(yàn)室，商業(yè)銀行業(yè)務(wù)創(chuàng)新與量子通信技術(shù)不斷探索應(yīng)用，奪取量子通信技術(shù)的制高點(diǎn)的競(jìng)爭(zhēng)將變得日趨激烈，如何搶占市場(chǎng)先機(jī)、把握技術(shù)優(yōu)勢(shì)將是各商業(yè)銀行亟待解決的問(wèn)題。因此，針對(duì)商業(yè)銀行如何布局和發(fā)展量子通信技術(shù)提出以下建議。一是制定發(fā)展戰(zhàn)略，明確發(fā)展目標(biāo)。國(guó)家十三五規(guī)劃對(duì)量子通信技術(shù)的發(fā)展做了明確的頂層設(shè)計(jì)，中國(guó)人民銀行頒發(fā)的《中國(guó)金融業(yè)信息技術(shù)“十三五”發(fā)展規(guī)劃》對(duì)量子通信技術(shù)發(fā)展做了明確部署，商業(yè)銀行應(yīng)將量子通信技術(shù)作為重要戰(zhàn)略目標(biāo)，納入目前正在實(shí)施的數(shù)字化、智慧化轉(zhuǎn)型規(guī)劃中，構(gòu)畫技術(shù)發(fā)展路線圖和實(shí)施路徑。二是依托金融科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，探索落地具體路徑。目前，大多數(shù)商業(yè)銀行都已經(jīng)成立金融科技創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，在大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)應(yīng)用取得了較多的創(chuàng)新成果[11]，積累了豐富的創(chuàng)新經(jīng)驗(yàn)，各商業(yè)銀行應(yīng)該進(jìn)一步充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)室作用，利用機(jī)制和資源優(yōu)勢(shì)，不斷推動(dòng)量子通信技術(shù)的落地應(yīng)用。三是積極探索有效的對(duì)外合作交流。銀行作為金融機(jī)構(gòu)，在新技術(shù)研發(fā)能力方面，畢竟存在先天不足劣勢(shì)，而一些科研院校以及部分實(shí)力強(qiáng)勁的企業(yè)在量子通信技術(shù)研究和應(yīng)用方面已經(jīng)遙遙領(lǐng)先，商業(yè)銀行應(yīng)該主動(dòng)尋求合作機(jī)會(huì)，加速創(chuàng)新應(yīng)用。

4結(jié)論

綜上所述，量子通信技術(shù)在銀行業(yè)務(wù)中具有良好的切合點(diǎn)，給正在積極布局金融科技、開(kāi)展數(shù)字化轉(zhuǎn)型、建設(shè)智慧型銀行的商業(yè)銀行帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇，在困難和挑戰(zhàn)面前，商業(yè)銀行應(yīng)該主動(dòng)將機(jī)遇轉(zhuǎn)變成機(jī)會(huì)，將機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)化成優(yōu)勢(shì)。當(dāng)然，目前量子通信技術(shù)在銀行業(yè)的落地創(chuàng)新應(yīng)用還處于起步階段，存在量子通信技術(shù)成熟度相對(duì)不夠、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)相對(duì)緩慢、前期資金投入相對(duì)較高、銀行業(yè)務(wù)創(chuàng)新難度相對(duì)較大、人才基礎(chǔ)儲(chǔ)備相對(duì)不足等問(wèn)題，但是，量子通信技術(shù)基于其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，必將成為商業(yè)銀行創(chuàng)新發(fā)展的主要熱點(diǎn)和方向。

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作者：唐金海 熊占寅 張文慧 單位：中國(guó)郵政儲(chǔ)蓄銀行內(nèi)蒙古分行