量子直接通信技術在金融領域應用前景廣闊當前，隨著量子科技時代的開啟，量子科技已上升至國家戰略高度。中共中央政治局于2020年10月16日下午就量子科技研究和應用前景舉行第二十四次集體學習，習近平總書記在主持學習時強調，“要充分認識推動量子科技發展的重要性和緊迫性，加強量子科技發展戰略謀劃和系統布局，把握大趨勢，下好先手棋。”2021年12月27日，中央網絡安全和信息化委員會印發《“十四五”國家信息化規劃》，對我國“十四五”時期信息化發展作出部署安排。該規劃特別指出，要“布局探索量子信息技術研究。加強共性關鍵技術和基礎器件研發。超前布局量子通信、量子計算、量子傳感技術研究，推動量子計算應用探索與產業生態體系建設。探索構建量子信息網絡技術與標準體系。”2022年1月12日，國務院印發《“十四五”數字經濟發展規劃》，強調“提升數據安全保障水平”，“推動提升重要設施設備的安全可靠水平，增強重點行業數據安全保障能力”。

一、量子直接通信天然融入金融領域金融業作為我國國民經濟的重要行業，其數據安全保障能力尤為關鍵。金融的核心本質是對風險的有效管控；而風險可以理解為業務的不確定性，主要由信息不對稱性造成。因此，一切有助于增強信息對稱性的科學技術都天然融入金融領域，以量子直接通信等前沿技術為代表的量子科技便是其中極為重要的一部分。

當前數字經濟時代，國家“十四五”規劃提出，激活數據要素潛能，促進數字技術與實體經濟深度融合，推動數據賦能全產業鏈協同轉型，推進產業基礎高級化、產業鏈現代化。當前，產業端自下而上正在開展數字化轉型，工業互聯網步入快速成長期，物聯網、傳感器、邊緣計算等新興數字技術逐漸發展成熟，應用范圍從制造業持續向其它產業拓展，應用程度不斷向整個產業鏈條延伸，產業生態數據成為重要的數據源，為積累形成產業數字資產奠定基礎。同時，銀行端通過構建云計算、大數據、人工智能等新興數字技術能力，挖掘提煉產業數字資產，釋放產業生態數據生產要素價值，推進數據增信和數字增信，對于打造更強創新力、更高附加值、更安全可靠的產業鏈供應鏈，穩固壯大實體經濟根基具有重要基礎性作用。然而，雖然產業和銀行兩端的“數據采集”與“數據智能化”新興數字技術已發展趨于完善，但連接兩端的“數據安全傳輸”技術尚相對薄弱，一旦發生信息泄露將可能引發嚴重后果，因此實現滿足商業銀行業務需求的、被證明受物理學定律保護的數據安全傳輸是極為重要的。

二、量子直接通信為金融領域打造“量子鏢局”隨著近年來量子計算領域快速發展，量子計算機理論與實踐日趨成熟，給經典密碼學的安全性帶來了挑戰。目前居于主流且最常用的經典加密算法包括RSA、AES等加密算法。然而，隨著全球量子計算機研發應用的高歌猛進，Shor、Grover等量子算法具有超強的并行計算能力，對RSA等非對稱加密算法產生致命威脅，對AES等對稱加密算法也降低了其安全性，從而對數據安全傳輸等信息安全領域構成威脅。在銀行金融機構的數字化轉型過程中，數據資產的重要性已日益凸顯，尤其在數據傳輸過程中，積極運用受物理學定律保護的絕對信息安全方案是銀行金融科技領域亟需突破的方向。目前能夠對抗量子計算攻擊的主流信息安全方案有兩類：一是“反其道而行之”，對量子計算在密碼破譯方面的優劣勢進行有針對性地研究，在量子計算弱勢的方面上對經典密碼算法進行優化升級，從而使經典密碼算法具備在經典和量子環境下均可抵抗破譯的特性，基于該方案形成的研究方向稱為“后量子密碼學”；二是“以彼之道還施彼身”，旨在充分利用量子物理學原理，直接采用量子技術構建保密通信方案，從而“一勞永逸”地避免量子計算可能帶來的信息安全威脅，基于該方案形成的研究方向稱為“量子保密通信”，而“量子直接通信”便是其中一種，能夠為金融機構和客戶的數據資產及數字資產打造“量子鏢局”，為金融關鍵信息的傳輸與流通“保駕護航”。

三、量子直接通信理論與軟科學技術創新量子直接通信的理論與軟科學創新研究，自2000年提出至今，已經過22年的學術與業界研究，已有40多個國家和地區的近千名科研人員針對該項技術發展了多種理論協議及應用。當前量子直接通信已經逐漸為通信界所推崇，例如2021年由國內外50名著名經典通信專家發表的6G白皮書肯定了量子直接通信在6G通信中具有巨大潛力。近年來，量子直接通信由理論與軟科學走向實用化過程中不斷突破了多個技術難點，目前量子直接通信技術已具備向實用化發展的核心技術基礎。2020年9月，中關村論壇上發布了實用化量子安全直接通信樣機的重大成果。2022年初，發展量子直接通信技術已經列入《深圳市基礎研究十年行動計劃（2021-2030）（征求意見稿）》。2022年5月13日中央電視臺新聞聯播報道了北京量子信息科學研究院和清華大學實現了百公里量子直接通信的成果，這是目前世界上最遠的量子直接通信距離。目前，量子直接通信技術已被《北京市十四五國際科技創新中心發展規劃》列為世界級重大原創成果。

本文提出量子直接通信“6S”理論與軟科學技術創新方法論，涵蓋了六個技術創新步驟：一是單向量子直接通信協議設計（StartfromProtocolDesignforSingle-wayQSDC），實現了量子直接通信傳輸距離的提升；二是單向量子直接通信安全性分析（SecurityAnalysisofSingle-wayQSDC），采用搭線信道理論證明了單向量子直接通信協議的安全性；三是單向量子直接通信量子信號調制與解調（SignalModulation&DemodulationforSingle-wayQSDC），實現了信息的安全可靠傳輸；四是以抗損編解碼與糾錯編碼增強量子信道（StrengtheningQuantumChannelsbyLoss-resistantEncoding&DecodingandError-correctingEncoding），采用高刪除率量子信道下的抗損編解碼技術實現了極低信號接收率下的信息抗損編解碼，并利用噪聲量子信道下的糾錯編碼技術實現了信息的安全可靠傳輸；五是參數掃描實時控制（ScanningofParameterswithReal-timeControlforQSDC），實現了系統在復雜參數條件下的實時跟蹤優化；六是穩定干涉（StableInterferenceofQSDC），實現了惡劣環境下的量子直接通信系統穩定運行。“6S”方法論為量子直接通信在金融領域的實用化、工程化奠定了堅實的技術基礎。圖1量子直接通信“6S”理論與軟科學技術創新方法論

四、量子直接通信技術在金融領域應用前景廣闊當前，華夏銀行、北京量子信息科學研究院、清華大學和龍盈智達（北京）科技有限公司聯合開展了量子直接通信技術創新及其在銀行業務領域中的應用，并在全球范圍內首次將量子直接通信創新應用于金融領域，為國內外金融行業提供了受物理學定律保護的絕對信息安全傳輸業務應用方案，實現了技術應用突破，填補了相關領域空白。

量子直接通信已在商業銀行的多個業務場景中展現出顯著應用價值及廣闊應用前景。面向金融機構實際需求，本文提出量子直接通信“5‘2’+5D”銀行場景應用創新方法論，涵蓋五類應用創新場景：一是金融機構與客戶間的量子直接通信（FinancialinstitutiontoCustomer，F2C）模式，典型應用場景為數字信貸業務場景（DigitalCredits&Loans）；二是金融機構與金融機構間的量子直接通信（FinancialinstitutiontoFinancialinstitution，F2F）模式，典型應用場景為遠程辦公與運維場景（DistantWorkingandOperation&Maintenance）；三是金融機構與監管機構間的量子直接通信（FinancialinstitutiontoRegulator，F2R）模式，典型應用場景為監管信息報送場景（DeliveryofRegulatoryInformation）；四是客戶與客戶間的量子直接通信（CustomertoCustomer，C2C）模式，典型應用場景為客戶數據服務場景（DataSecureTransmissionServiceforCustomers）；五是歷史與未來間的量子直接通信（PasttoFuture，P2F）模式，典型應用場景為同城數據備份場景（DataBackupwithintheSameCity）。“5‘2’+5D”方法論為量子直接通信在金融領域的應用發展提供指引和規范。圖2量子直接通信“5‘2’+5D”銀行場景應用創新方法論五、結語量子直接通