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1、量子信息技术标准化图景 1 一、量子信息技术标准化概述 以量子计算、量子通信和量子测量为代表的量子信息技术近年来加速发展,是未来全球信息通信技术演进和产业升级的关注焦点之一。标准化作为推动量子技术从理论实验走向产业化发展的重要工具,受到了国内外广泛重视。美国国家量子行动(NQI)立法和欧盟量子旗舰计划等量子信息战略规划,均将量子技术标准化作为其中重要的任务,并成立由政府机构、标准组织、科研基金计划等组成的联合协调机构,已开始积极布局推进量子技术标准化。我国也在围绕量子通信、量子计算和量子测量方面积极布局和开展标准研制工作。图 1 量子信息技术领域标准化工作发展历程 国际标准方面,量子信息领域的
2、标准化工作正在加速开展,如图 1 所示。量子密钥分发(QKD)方面,欧洲电信标准化协会(ETSI)早在 2008 年成立 QKD 标准工作组,国际标准化组织/国际电工协会量子信息技术标准化图景 2 联合技术委员会(ISO/IEC JTC1)于 2017 年启动 QKD 安全评测国际标准项目,国际电信联盟(ITU-T)自 2018 年起编制多项 QKD网络和安全标准,并于 2022 年成立量子密钥分发网络标准协调组(JCA-QKDN)。量子计算方面,ISO/IEC JTC1、国际电子电气工程师协会(IEEE)启动了量子计算术语、性能评价等标准研制。量子信息网络方面,国际互联网研究推进组(IRTF
3、)2018 年成立了量子互联网研究组,ITU-T 在 2019 年成立面向网络的量子信息技术焦点组(FG-QIT4N)开展相关预研工作。国内标准方面,通信标准化协会(CCSA)、密码行业标准化技术委员会(CSTC)和全国量子计算和测量标准化委员会(TC578)等标准化组织,也在积极开展量子保密通信、量子计算和量子测量等技术领域的国家标准、行业标准和团体标准的研制工作。本报告分别针对国际和国内相关标准组织开展的量子信息领域技术标准化研究和制定工作的进展情况进行介绍。各标准化组织的工作进展统计截至 2023 年 1 月。量子信息技术标准化图景 3 二、量子信息技术国际标准化进展 主流国际标准组织,
4、包括 ISO/IEC JTC1、ITU-T、IEEE、ETSI、IETF/IRTF 等,正在主动布局开展量子信息标准化。我国量子信息学术界与产业界技术团队积极参与相关工作。2017 年我国成员单位在 ISO/IEC JTC1 率先推动发起国际首个量子信息技术国际标准项目。2019 年在 ITU-T 推动成立“面向网络的量子信息技术”焦点组(FG-QIT4N),成为全球首个涵盖量子信息全领域的标准化预研讨论平台。2019 年在 ISO/IEC JTC1 推动成立量子信息技术工作组(WG14)。2022 年推动量子密钥分发联合协调组(JCA-QKDN)成立,通过积极参与量子信息国际标准化活动,我国
5、成员单位逐步扩展了国际标准化工作空间,牵头开展了部分标准研制。当前国际量子信息技术标准化工作概况如图 2 所示,包括量子计算、量子通信量子测量和量子信息网络,也称量子互联网。图 2 国际量子信息技术标准化工作概览 量子信息技术标准化图景 4 (一)(一)量子计算国际标准化进展量子计算国际标准化进展 目前,量子计算技术研究、样机研制和应用探索正在加速发展,相关技术标准研究和讨论也初步启动,ISO/IEC 等国际标准组织和IEEE 等国际性标准组织,积极开展量子计算标准化工作布局和标准预研等工作。目前主要关注和研究量子计算相关概念术语和定义,提出量子计算的性能评价的准则和方法等方面。1 1.ISO
6、/IEC.ISO/IEC(国际标准组织(国际标准组织/国际电工协会)国际电工协会)2018 年,国际电工委员会第一联合技术委员会(ISO/IEC JTC 1)在量子计算方面成立了两个研究工作组,分别是 SG2 和 SC7/SG 1。2020 年 ISO/IEC JTC 1 成立 WG14 量子信息技术工作组,开展量子计算领域标准研究工作,已立项量子计算量子计算技术和词汇标准,量子计算简介技术报告,量子计算服务平台框架、量子机器学习数据集等预研项目,如表 1 所示。表 1 ISO/IEC 量子计算标准化工作项目 编号编号 名称名称 内容内容 状态状态 4879 Information techn