光通信企业试水量子通信，这一黑科技究竟有多大吸引力？

2017/10/19

Thursday

神秘的量子通信随着我国成功发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”以及开通世界首条量子保密通信“京沪干线”而逐渐被关注。

今年年初，在通信世界全媒体平台组织的“2017通信圈最具潜力的十大黑科技”投票评选中，量子通信就因票数最多而最受业界关注，同时，400G光传输、大数据分析、5G网络切片以及G.654.E光纤等技术也备受重视，也带动了一大批光通信企业在包括量子科技在内的新科技领域纷纷试水。

例如今年3月份，亨通光电与中国联通在北京签订了《量子通信战略合作协议》，针对中国联通网络安全保障及信息安全研究需求，开展基于量子通信领域的网络技术研究、示范和应用。

从技术上说，基于量子密钥分发的量子通信一般以光的最小能量单元单光子作为信息传输介质。量子不可分割、未知量子态不可精确复制、海森堡测不准原理等量子力学基本原理，保证了量子密钥分发过程的理论安全；同时，量子密钥在网络中实时分发，可以根据用户需要随时更新密钥，甚至达到一次一密的无条件安全加密等级 ，大大提高通信的安全等级。

也正因此，我国开通的全球首条量子保密通信骨干线路“京沪干线” 作为一条实用化的量子通信骨干网络，已向金融、电力、广电、政务等各行业的保密通信业务开放，同时，“京沪干线”北京接入点又实现了与“墨子号”量子科学实验卫星兴隆地面站的连接，全线密钥率大于5kbps，已形成星地一体的广域量子通信网络雏形，大大扩展了量子保密通信应用能力。也更加吸引了光通信企业参与该产业的兴趣。

在刚刚落幕的2017通信展期间，通信世界全媒体记者也在展馆里看到了部分量子通信产品，其中亨通展台针对量子通信展出五大系列15种现实产品，涉及量子密钥分配终端QKD、量子保密通信组网设备、量子管理平台、量子通信科研设备、量子安全衍生产品等。在量子保密通信解决方案方面，点对点型网络组网方案、光开关型网络组网方案、全时全通型网络组网方案、QKD与光网络融合的保密解决方案等已经面世。据记者在现场了解，亨通 目前已经承建了宁苏量子干线（江苏省首条量子保密通信干线项目）、苏州金融量子专线（江苏省首条金融量子专线）、昆明国家高新区量子政务网（西南首个量子政务网）等。

有机构预计，两到三年，量子通信总体市场规模达百亿量级 。更有乐观者认为，中国量子通信市场规模在未来有望达到千亿元级别 。

在北京中关村软件园，记者在量子网络公司的产业链展示墙上看到，包括中兴 在内，多家通讯设备商已经是该领域重要的合作厂商分支。而更早些时间，长飞 与中国科技大学量子信息重点实验室也达成了开发超低非线性量子通信光纤的合作。

尽管目前光通信企业试水量子通信领域的厂家寥若星辰，但从长远的形式来开，光通信企业也是大有可期。

业内名博奥卡姆剃刀在《量子通信是骗局吗？》一文中指出，量子通信解决的不是通信问题，而是加密问题。 在军事绝密信息和银行关键数据的通信方面，量子通信会有重要的应用价值。

以笔者来看，现在涉足量子通信的光通信厂商比较少的原因可能有以下几点：

首先 ，传统的光通信厂商主要是以光纤光缆为主，量子通信对于他们来说概念新鲜；

其次 ，作为近几年新型的领域，在国内大范围还没有普及和商用的前提下，率先吃螃蟹有些困难；

再次 ，量子通信与光企业传统产业以及现阶段所要转型的方向具有一定的差异性，需要深入的探究，做好万全的准备。在探索新的领域的道路上难免有些困难，但我们相信只要大胆的尝试与创新，量子通信红遍光通信圈内。

目前日本、欧洲都已启动量子通信研究计划，中国量子通信技术还将继续保持领先 。有专家表示，量子通信技术有望在未来的10到15年内，进入千家万户。

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权威发布｜我国在国际上首次实现量子星地传密和量子隐形传态

来源：装备科技微信公众号 作者：韩阜业、王晓亮

我国在国际上首次实现量子星地传密和量子隐形传态

“墨子号”量子卫星完成既定三大科学目标

2016年8月16日01时40分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星（简称“量子卫星”）发射升空。

军报记者北京8月10日电（王晓亮、记者韩阜业） 10日凌晨，中国科技大学潘建伟、彭承志团队联合中科院上海技物所等单位宣布，“墨子号”在国际上首次成功实现了从卫星到地面的量子密钥分发和从地面到卫星的量子隐形传态。这是继今年６月实现千公里级星地双向量子纠缠分发和量子力学非定域性检验后，我国科学家利用“墨子号”实现的又两项重大突破。

传统的信息加密技术，依靠的是计算的“复杂性”，但随着数学和计算能力的飞速提升，再复杂的加密算法也“很快”会被破解。基于“量子密钥”的量子通信，则是一种“原理上无条件安全”的通信方式，也为破解信息加密“瓶颈”提供了解决方案。实验表明，在1200公里通信距离上，星地量子密钥的传输效率比地面光纤信道高1万亿亿倍，卫星平均每秒发送4000万个信号光子，一次实验可生成300千比特的密钥，平均成码率达1.1千比特/秒。

星地量子隐形传态是“墨子号”的一个重大科学目标。“墨子号”过境时，与海拔5100米的西藏阿里地面站建立光链路，地面光源每秒产生8000个量子隐形传态事例，从500公里到1400公里的距离向卫星发射纠缠光子。实验表明，所有6个待传送态均以大于99.7%的置信度超越了经典极限。

量子卫星首席科学家、中科院院士潘建伟说：“至此，‘墨子号’既定的三大科学目标均成功实现，这为我国未来继续引领世界量子通信技术发展和空间尺度量子物理基本问题检验前沿研究，奠定了坚实的基础。”

“这一成果为构建覆盖全球的量子保密通信网络奠定了可靠的技术基础。”潘建伟说，以星地量子密钥分发为基础，将卫星作为可信中继，可以实现地球上任意两点的密钥共享，将量子密钥分发范围扩展到覆盖全球，将卫星、地面站和城际光纤量子通信网互联，可进一步构建覆盖全球的天地一体化保密通信网。

《自然》杂志物理科学主编卡尔·济耶梅利斯说，潘建伟团队完成的三项量子实验将会是全球任何基于空间的量子网络的核心组成部分。

△量子纠缠分发示意图

潘建伟介绍，他的研究团队正与欧洲量子通信团队合作进行洲际量子密钥分发，目前已顺利完成和奥地利格拉茨地面站的对接测试，正在开展量子密钥分发实验，即将具备洲际量子保密通话的条件。德国、意大利等国的科研团队也申请加入。同时，研究团队正在致力实现量子通信与经典光通信相融合的安全信息传输。换句话说，就是让量子保密技术与目前使用的传统通信网络无缝链接。

据了解，“墨子号”量子卫星是中科院空间科学先导专项在“十二五”期间支持的４颗科学卫星之一，另３颗卫星也都已成功发射。“悟空”暗物质粒子探测卫星、实践十号返回式科学实验卫星、“慧眼号”硬Ｘ射线调制望远镜卫星均获得了大量科学数据，相关科学成果将陆续发布。

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▋来源：韩阜业、王晓亮

▋来源：解放军报社装备发展部分社

▋监制：邹维荣

▋责编：韩阜业

▋编辑：李志勇

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