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量子通信布局公開,發布通密一體融合設備

2024年09月19日 閱讀 74


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”,邀請了來自產學研各界的代表分享量子技術發展的現狀和未來,量子大觀為戰略合作媒體

中國聯通研究院高級研究員趙春旭以《中國聯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,并首發了“通密一體融合設備”。

量子通信三個發展方向

趙春旭介紹,量子密碼學的發展,是加密方式的破譯難度和計算能力之間的博弈。經典通信的安全取決于數學計算復雜性,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“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標準算法和協議開展PQC標準化工作,正式啟動PQC項目,到今年8月正式發布了三種算法標準。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揮運營商網絡優勢,完善抗量子計算攻擊下一代信息安全保障體系。助力相關產業實現經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,抵御數據安全風險。

其二,量子設備的小型化、芯片化及產業鏈協同。量子設備小型化、芯片化、低成本是推動量子通信技術規模發展的關鍵,降低量子應用組建成本,同時突破國產化瓶頸。同時,與經典光通信產業協同,帶動光量子芯片及設備規模化應用,推動半導體產業鏈的共同發展。

其三,量子通信與經典通信深度融合,推動規模應用。以量子網絡服務于經典通信為目標,基于現網架構建設量子通信網絡,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、量子工業互聯網、量子車聯網、量子U盾等。例如,國家電網2023年已在湖北開展量子加密通信技術配電應用,說明很多行業存在實際需求。

在運營商網絡中,量子通信如何應用?在趙春旭看來,一方面是公眾業務,例如加密電話、加密視頻會議、加密辦公系統;另一方面是政企業務,例如加密專線、加密車聯網、加密工業互聯網。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。

發布兩款通密一體融合設備

三大運營商已紛紛布局量子產業。中國聯通未來量子技術發展規劃的總體布局如下:

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

此前,中國聯通自建的北京-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。中國聯通還積極參與推動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“量子密鑰分發網絡切片的要求及架構”項目立項。

在產品層面,中國聯通發布了兩款通密一體融合設備。其中,基于聯通自主知識產權的G.698.4系統(波長自適應城域接入型波分復用系統),中國聯通開發了量子(QKD)和傳統光通信融合的傳輸設備,首次實現通信接入設備的量子“通密一體”方案,為量子通信的大規模應用奠定基礎。該設備首次實現量子同密一體設備與經典通信設備的共網管功能,為運營商提供“一張網”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。

此外,中國聯通也開發了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。在應用層面,中國聯通完成了量子密鑰云平臺+車聯網首次應用驗證,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,后續隨著PQC標準成熟,也將采用QRNG+PQC方案,提供靈活組網的加密專線。




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