中國資訊通訊研究院：我國量子保密通訊研究已全球領先
據中國資訊通訊研究院10月24日訊息，隨著人類觀測和調控微觀物理(量子)系統能力的不斷提升，以量子計算、量子通訊和量子測量為代表的量子資訊科技已經成為全球ICT領域前沿研究的關注焦點。量子資訊科技研究和應用在未來國家科技競爭、新興產業培育、國防和經濟建設等諸多領域都將產生重要影響。其中，基於量子金鑰分發(QKD)的量子保密通訊是目前量子資訊領域實用化程度領先的技術方向，能夠有效提升加密資訊傳輸的安全性，是未來應對網路資訊保安威脅的解決方案之一。
一、我國量子保密通訊研究與應用較快發展
近年來，我國量子保密通訊研究與應用呈現出需求牽引、政策驅動、快速發展的特點，在試點應用數量和網路建設規模等方面，已經處於全球領先水平。
在科研成果方面，2018年以來，中科大報道了在聯通濟南至青島現網光纖鏈路中QKD裝置與100G光傳輸裝置的共纖混合傳輸實驗。使用1310nm波段誘騙態BB84協議QKD裝置，在新型超低損光纖中實現與1550nm波長100G經典光通訊訊號的共纖混傳，安全金鑰生成位元速率約為5kbit/s，為量子保密通訊與經典光通訊網路的融合組網方案進行了有益探索。華為歐研所報道了採用1550nm波長的連續變數(CV)QKD裝置與10G速率OTN裝置在現網80公里距離的共纖混合傳輸實驗，並完成基於同裝置的10GE業務資料訊號的對稱加密傳輸驗證，體現了傳統通訊裝置廠商對量子保密通訊技術的研究和關注。中科大還報道了日光環境中的自由空間QKD傳輸實驗，採用新型接收演算法結合可變形透鏡增強光子檢測信噪比，實現400bit/s量級全天候量子金鑰傳輸，為解決量子衛星的全天時執行問題奠定基礎。
在應用專案和網路建設方面，2016年底，發改委牽頭投資的量子保密通訊“京滬幹線”專案全線貫通，基於32個可信中繼站點，實現距離超2000公里的全球首個廣域量子保密通訊骨幹線路。2017年以來，量子保密通訊“滬杭幹線”、“寧蘇幹線”和“武合幹線”等一批由地方政府和社會資本參與投資的專案開始建設。2017年11月，發改委公佈2018年新一代資訊基礎設施建設工程專案，其中包含國家廣域量子保密通訊骨幹網路建設一期工程。該工程規劃在京津冀、長江經濟帶等重點區域建設量子保密通訊骨幹網及都會網路，並在若干地區建設衛星地面站，形成量子保密通訊骨幹環網。同時構建量子保密通訊網路運營服務體系，進一步推進其在資訊通訊領域及政務、金融、電力等行業的應用。
二、標準化研究工作有序推進並取得一定成果
標準是引導和規範產業發展的重要工具，標準化也是產業發展成熟的必經之路。在全球量子保密通訊技術與產業競爭中，標準制定的話語權對於企業生存和產業發展都至關重要。我國量子保密通訊技術研究和應用發展具備良好的實踐基礎，開展標準化研究的環境和條件已經成熟。通過標準規範研究和測試認證體系建設，能夠保證量子保密通訊裝置系統的功能與效能一致性、可靠性和互操作性，為使用者提供安全可靠的保密通訊解決方案，促進量子保密通訊產業健康發展。加大標準研究工作的推進力度，協調產業鏈上下游各環節廣泛參與，共同推動形成具有適用性和指導意義的標準體系和測評規範，能夠為量子保密通訊技術的規模化應用提供有效的支撐和引導。
2017年6月，中國通訊標準化協會(CCSA)成立了量子通訊與資訊科技特設任務組(ST7)，下設量子通訊和量子資訊處理兩個工作組。目前，CCSA-ST7任務組正在開展《量子保密通訊術語和定義》和《量子保密通訊業務需求及應用場景》兩項國家標準的研究制定工作。2018年4月完成了首個研究課題《量子保密通訊系統測試評估研究》專案的工作，為後續技術驗證和測評工作奠定基礎。2018年6月完成了《量子金鑰分發(QKD)系統技術要求 第1部分：基於BB84協議的QKD系統》、《量子金鑰分發(QKD)系統測試方法》和《量子金鑰分發(QKD)系統應用介面》等三項量子保密通訊核心行業標準的立項工作，並開始推進相關研究和討論。隨著ST7的成立和相關標準制定與研究課題等工作的逐步推進，量子保密通訊技術應用開始標準規範研究並逐步取得實質性進展，後續將有力支撐我國量子保密通訊產業的進一步發展。
三、第三方技術驗證和裝置測評工作逐步展開
隨著量子保密通訊技術應用和產業的發展，相關技術驗證和測評工作的需求也日益明顯。由於量子保密通訊屬於量子物理、光通訊和資訊保安等多學科交叉的新興技術領域，使用者對於其技術原理、工作機制和指標引數，以及系統裝置可靠性和安全性等方面都存在一個認識理解和信任的過程。此外，量子保密通訊目前應用場景主要面向高安全性需求的重要通訊領域，對於技術和裝置的測試評估和檢測認證都有很高要求。在缺少相應的技術驗證和裝置與網路測評的情況下，現有的試點示範應用向規模化商用和產業化應用的推廣和轉化將面臨困難。通過積極推動量子保密通訊測評機制建立和相關測評工作的開展，能夠充分驗證量子保密通訊系統的功能、效能和安全性等核心價值，同時也能夠對技術研究和產品研發形成有效的引導，促進技術演進、成本優化和產業發展。
2018年以來，國家電網公司資訊通訊分公司和國科量子通訊網路有限公司等多家單位委託中國資訊通訊研究院技術與標準研究所開展了多項量子保密通訊技術驗證、系統測試和現網測試工作。通過技術驗證與測評工作，將及時評估和分析我國量子保密通訊產業的現有裝置效能、網路建設情況、產業化發展水平和實用化程度，進一步促進量子保密通訊裝置系統和網路的功能、效能和管控運維能力的完善與提升。
四、量子保密通訊產業發展仍需各方共同努力
現階段，量子金鑰分發系統的金鑰生成速率、現網傳輸能力和裝置環境適應性等方面仍有一定提升空間，量子保密通訊系統的廣域組網、互聯互通、時鐘同步和管理運維等方面的工程化和實用化問題和需求有待研究和解決，同時量子保密通訊的應用場景開發、商用化市場推廣和產業鏈培育也需要進一步探索。上述技術、應用和產業問題的解決，以及相關技術與裝置的發展演進，需要包含技術研究、裝置製造、建設運維、安全應用和諮詢測評在內的產業各方的緊密配合和共同努力。量子保密通訊技術作為提升網路資訊保安保障能力的有效解決方案之一，在裝置效能、工程化和實用化能力得到提升和完善之後，有望在ICT領域中具有較高安全性需求的應用場景得到進一步的推廣和應用。