韩国在公共标准和事实标准两方面引领“标准化”
随着量子信息技术(Quantum Information Technology)商业化进程正式加速,围绕该领域的全球标准竞争也日趋激烈。
量子信息技术在量子通信、量子传感、量子计算等核心领域被视为下一代基础技术。尤其是由于该技术高度依赖精密硬件以及企业间系统联动,标准化几乎成为生存前提。
要使产业生态系统顺畅运转,在技术开发、生产、流通、服务等各个阶段都必须以共同规则和互操作性为前提。承担这一角色的正是“标准(Standardization)”。标准为技术的可靠性和可扩展性提供保障,并成为推动不同企业间协作与市场进入的基础。
量子计算机初级市场开启,标准化进程加速
在量子通信领域,量子密钥分发(Quantum Key Distribution,QKD)方式自2008年起就开始推进标准化,目前是标准化最为活跃的领域。量子计算机方面,IBM、IQM、RIKEN等机构已经研制出百量子比特级系统,随着不仅提供云服务,还开始销售设备本身的初级市场开启,标准化进程也明显提速。量子传感方面,从具备商业化潜力的量子重力仪等开始,也在展开标准化讨论。
量子信息技术标准化根据制定主体不同,可分为在国家、区域和国际层面推进的“公定标准(De jure standard)”,以及由市场垄断性地位自然形成的“事实标准(De facto standard)”。
公定标准主要由国际标准化组织(ISO)、国际电工委员会(IEC)、国际电信联盟(ITU)、欧洲电信标准协会(ETSI)等机构主导推进,这些机构通过正式程序和协商制定、批准的“法律意义上的标准”具有一定强制性。
与此不同,事实标准是指在没有获得正式标准化机构批准的情况下,由某些企业等公开特定技术或接口,后续企业和零部件供应商将其视为标准并加以遵循的情形。由于多由联盟组织的标准规范演变而来,也被称为团体标准。
围绕量子技术术语、技术、架构、接口等展开标准讨论
国家层面的标准化往往以在本国范围内确立技术主导权和国家安全战略为基础推进。美国是这种国家主导路径的典型案例。美国国家标准与技术研究院(NIST)在抗量子密码(PQC)领域发挥着引领作用,为应对量子计算机可能使现有密码体系失效的情况,正在开展PQC算法征集与评估,并于今年1月采纳了最终标准方案。
由韩国担任主席国、由ISO和IEC共同成立的“量子技术联合技术委员会(IEC/ISO JTC3)”,正在围绕作为量子信息技术基础的术语定义、技术分类以及各领域的架构与接口标准方案展开讨论。这些都是确保量子技术生态系统互操作性的关键要素。
区域层面的标准化则以经济共同体内部的技术合作为基础推进。强调泛欧洲层面协调与产业联动的欧洲电信标准协会(ETSI)“工业标准组(ISG)QKD”就是典型代表。该组织正在制定量子密钥分发(QKD)系统的实际实现与互操作性保障的技术标准,韩国企业SKT也参与其中。
国际层面的标准化则着重在国家间协商基础上,确保全球技术的一致性和互操作性。国际电信联盟(ITU)电信标准化部门(ITU-T)正在推进涉及QKD系统互操作性、安全要求、网络结构等内容的标准开发,并同步推动为构建未来量子互联网所需的路由、资源分配等前沿技术的标准化。
韩国在国际标准化机构中发挥主导性作用
与各国政府和国际机构主导的上述标准化努力不同,产业界则通过更为迅速、务实的路径来形成“事实标准”。公定标准的制定往往需要较长时间和复杂程序,而产业界则通过对市场需求的即时响应来引领技术发展。
美国的QED-C、欧洲的QUIC、加拿大的QIC、日本的Q-Star等产业联盟纷纷组建,在本国产业生态系统为中心的框架下同步推进技术开发和事实标准化,以增强竞争力。
韩国在国际公定标准与产业界主导的事实标准这两方面都发挥着主导性作用。延世大学融合科学技术院教授 Park Seongsu 表示:“在2024年5月于首尔举行的创立大会上,韩国被确定主导量子传感和量子通信两个领域的标准化工作,量子计算由澳大利亚和法国共同主导,量子随机数由中国主导,量子使能技术由丹麦主导标准化”,“韩国在一定程度上掌握了主导权并可发挥相应作用。”
在事实标准领域,由韩国主导成立的产业主导型标准化机构“量子产业标准协会(Quantum Industrial Standard Association,QuINSA)”吸引了包括IBM、IQM、SKT、KT、LG电子在内的海内外180余家企业参与,正以量子通信、量子传感、量子计算的全面商业化为目标制定标准。
QuINSA意识到JTC3标准开发耗时3至4年等周期性限制,通过远快于此的约6个月至1年的开发周期提出实用技术标准,并将重点放在以企业为中心的技术应用可行性上。
“韩国亟需培养能在标准化会议上提出并讨论议案的‘标准专家’”
专家指出,韩国虽通过积极参与国际标准化活动不断扩大影响力,但在研发、标准化与产业化之间仍缺乏有机衔接。应在加大对量子器件、量子比特控制、算法等源头技术投入的同时,推动与现有信息通信技术如人工智能、云计算、第六代移动通信(6G)等的融合,加强量子信息技术专业人才培养,并通过扩大示范项目来创造民间需求。
此外,还需要扩大向JTC3、NIST PQC、ITU-T、ETSI等主要国际标准化机构派遣专家的规模,积极提出建议,推动韩国技术纳入国际标准。
尤其是标准专家的培养已刻不容缓。Park 教授强调:“既需要掌握待标准化技术的技术专家,也需要能在标准化会议上提出并讨论议案的标准专家,这两个领域的人才都不可或缺”,“韩国虽然拥有大量技术专家,但对标准化感兴趣的技术专家却并不多。必须大幅增加对标准开发项目的政府支持,扩大参与标准化工作的专家队伍。”
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