中國聯(lián)通量子通信布局公開，發(fā)布通密一體融合設備

9月18日消息（南山）9月11日~13日，第25屆中國國際光電博覽會（CIOE 2024）在深圳舉行。展會同期舉辦了“2024國際量子技術科學前沿論壇”，邀請了來自產(chǎn)學研各界的代表分享量子技術發(fā)展的現(xiàn)狀和未來，量子大觀為戰(zhàn)略合作媒體。

中國聯(lián)通研究院高級研究員趙春旭以《中國聯(lián)通對量子通信應用的探索與思考》為題，對量子通信技術進行了深入解析，并首發(fā)了“通密一體融合設備”。

量子通信三個發(fā)展方向

趙春旭介紹，量子密碼學的發(fā)展，是加密方式的破譯難度和計算能力之間的博弈。經(jīng)典通信的安全取決于數(shù)學計算復雜性，算法可被量子計算破解；量子通信則利用測量塌縮以及量子態(tài)不可克隆等量子力學原理，保證通信過程理論上的無條件安全，從根本上抵御量子計算機帶來的威脅。量子密鑰分發(fā)“無條件安全”的特性與計算復雜度無關，不論對手擁有多強的計算能力，其安全性都不會受到影響。

趙春旭分析了量子通信的三個發(fā)展方向：

其一，QKD與PQC結合。2016年，美國國家標準研究院（NIST）面向全球范圍內征集PQC標準算法和協(xié)議開展PQC標準化工作，正式啟動PQC項目，到今年8月正式發(fā)布了三種算法標準。同時，美國通過各類法案推進向PQC的遷移工作。

QKD與PQC兩條路線相結合可以充分發(fā)揮運營商網(wǎng)絡優(yōu)勢，完善抗量子計算攻擊下一代信息安全保障體系。助力相關產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)經(jīng)典加密向后量子算法遷移，為中小型銀商政企提供加密服務，抵御數(shù)據(jù)安全風險。

其二，量子設備的小型化、芯片化及產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同。量子設備小型化、芯片化、低成本是推動量子通信技術規(guī)模發(fā)展的關鍵，降低量子應用組建成本，同時突破國產(chǎn)化瓶頸。同時，與經(jīng)典光通信產(chǎn)業(yè)協(xié)同，帶動光量子芯片及設備規(guī)模化應用，推動半導體產(chǎn)業(yè)鏈的共同發(fā)展。

其三，量子通信與經(jīng)典通信深度融合，推動規(guī)模應用。以量子網(wǎng)絡服務于經(jīng)典通信為目標，基于現(xiàn)網(wǎng)架構建設量子通信網(wǎng)絡，提升運營商的安全服務能力。

趙春旭也介紹了量子通信技術的應用場景：量子保密通信、量子安全視頻會議、量子政務、量子金融、量子工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、量子車聯(lián)網(wǎng)、量子U盾等。例如，國家電網(wǎng)2023年已在湖北開展量子加密通信技術配電應用，說明很多行業(yè)存在實際需求。

在運營商網(wǎng)絡中，量子通信如何應用？在趙春旭看來，一方面是公眾業(yè)務，例如加密電話、加密視頻會議、加密辦公系統(tǒng)；另一方面是政企業(yè)務，例如加密專線、加密車聯(lián)網(wǎng)、加密工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。此外運營商自身的O/B/M管理平臺，也有安全加密的應用需求。

發(fā)布兩款通密一體融合設備

三大運營商已紛紛布局量子產(chǎn)業(yè)。中國聯(lián)通未來量子技術發(fā)展規(guī)劃的總體布局如下：

以QKD、QRNG與PQC三項技術為基礎，進行與傳統(tǒng)網(wǎng)絡、設備的融合研究，構建與傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡融合的量子安全內生服務能力，從基礎設備，密鑰管理，終端及業(yè)務應用幾個層面開展創(chuàng)新技術研究，形成聯(lián)通量子創(chuàng)新體系。

此前，中國聯(lián)通自建的北京-雄安量子干線，在國內首次進行DV-QKD/CV-QKD量子密鑰對接測試，探索端到端量子通信混合組網(wǎng)。中國聯(lián)通還積極參與推動CCSA ST7標準化工作，參與多項行標和研究報告制定，包括牽頭國際標準ITU-T“量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡切片的要求及架構”項目立項。

在產(chǎn)品層面，中國聯(lián)通發(fā)布了兩款通密一體融合設備。其中，基于聯(lián)通自主知識產(chǎn)權的G.698.4系統(tǒng)（波長自適應城域接入型波分復用系統(tǒng)），中國聯(lián)通開發(fā)了量子（QKD）和傳統(tǒng)光通信融合的傳輸設備，首次實現(xiàn)通信接入設備的量子“通密一體”方案，為量子通信的大規(guī)模應用奠定基礎。該設備首次實現(xiàn)量子同密一體設備與經(jīng)典通信設備的共網(wǎng)管功能，為運營商提供“一張網(wǎng)”管理界面，支持雙向200G處理能力，支持雙向10G加解密、簽名驗簽性能。設備架構如下：

此外，中國聯(lián)通也開發(fā)了PQC融合光傳輸設備，支持后量子密碼、國密算法硬件加速器，同樣支持雙向10G加解密。設備架構如下：

在應用層面，中國聯(lián)通完成了量子密鑰云平臺+車聯(lián)網(wǎng)首次應用驗證，正在探索基于量子保密通信的移動辦公應用。量子專線方面，中國聯(lián)通采用“通密一體”量子融合光傳輸設備，與量子密鑰云平臺結合的方式形成加密專線解決方案，后續(xù)隨著PQC標準成熟，也將采用QRNG+PQC方案，提供靈活組網(wǎng)的加密專線。

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