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攻坚“最后一公里”!我国量子通信产业化驶入快车道

近日,中国电信量子研究院再添一项国际权威认可。该院团队首次实现超过80km的10Tb/s以上经典光信号与离散变量量子密钥

近日,中国电信量子研究院再添一项国际权威认可。该院团队首次实现超过80km的10Tb/s以上经典光信号与离散变量量子密钥分发(DV—QKD)共纤传输的现网实验,该成果已被光通信领域国际期刊《Journal Of Lightwave Technology》正式收录。

论文指出,量子密钥分发(QKD)信号与经典光信号在单根光纤中实现共存,可大幅节省光纤资源,并降低 QKD 网络的部署成本。然而,传统方法在缓解强经典信号对 QKD 性能影响时,通常需降低经典光功率 —— 这一做法与标准光通信网络规范存在固有冲突,进而阻碍了 QKD 网络的大规模应用。

该项实验在保证经典光功率和通信高带宽的前提下,现网共纤距离创下全球最高纪录,研究探索了 QKD 网络与大容量经典光网络融合的可行性。在现场部署的共享光纤中,实验团队验证了二者共存所需的波长分配策略,进一步证明了DV—QKD可与现有超过90%的骨干网光通信设备进行共纤传输,现已正式通过科技成果专业机构认定达到国际领先水平。

作为“十四五”至“十五五”期间国家布局的前沿科技重点,量子科技持续获得战略引领。近年来,我国在该领域实现多项突破:2016年发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”;2017年开通全球首个远距离光纤量子保密通信骨干网“京沪干线”;2022年成功发射低轨量子密钥分发微纳卫星“济南一号”;2025年实现跨越亚非、距离上万公里的星地量子通信。

如今,量子通信已走出实验室,深入千行百业。用户只需一张量子安全SIM卡,即可拨打量子加密通话;通过“OTN量子加密专线”,重大赛事、金融交易、商业机密传输实现全程免疫窃取;“量子云印章”则让每一次用章记录不可篡改、全程可溯。这些成果背后,是中国电信作为“量子国家队”将前沿技术转化为安全能力的有力实践。

01

融合创新 突破共纤传输的极限距离

中国电信牵头承接量子通信领域国家“科技创新2030”项目,于2023年首次提出融合QKD技术的新型分布式密码系统架构,攻克融合量子密钥的密码系统架构、密钥派生、安全协议、通密融合、密码设备与应用等5大关键技术。2024年,研究成果高质量通过专家组中期评审。2024年8月,NIST发布首批3项后量子加密标准,研发团队紧跟国际技术趋势,于2025年5月全球首发QKD与PQC的分布式密码体系,为量子通信领域塑造了创新技术融合的新范式。

早在2017年,中国电信就成功实现了全球首个商用量子密钥分发(QKD)系统与8Tbps大容量波分复用系统共纤超长距传输。2024年,研发团队突破性创下全球现网共纤最远距离记录,收录于光通信顶级期刊《Journal of Lightwave Technology》。同年,中国电信发布全球首款商用QKD光传输一体终端,突破一系列关键技术,真正意义上解决QKD系统与经典光通信网络的融合组网难题。

02

基建织网 打造“天地一体”安全新底座

2024年,工业和信息化部等十一部门联合发布《关于推动新型信息基础设施协调发展有关事项的通知》,文中高度肯定量子信息基础设施作为“新技术设施”的一员。

依托科技创新2030项目关键成果转化,中国电信率先提出量子安全新型基础设施建设方案,其核心架构由天地一体量子密钥分发网络、分布式量子密钥资源池和量子密码监管平台组成,采用全球首创融合QKD和PQC分布式密码体系,具备端到端抗量子计算攻击能力,可为实时通信加密、数据资产防护、可信身份认证等各类核心场景提供量子密钥和认证服务。

量子安全新型基础设施具备真安全、广覆盖、全开放和强监管四大特性,有效突破QKD密钥传输的“最后一公里”,范围可覆盖至全球,且密钥服务全程可管可控,确保安全、可靠、合规。

如今,合肥、上海、北京、广州等多个城市量子城域网建设完成,部分重点城市已实现互联互通,量子安全基础设施已成为中国电信打造“量子+”未来产业发展新动能新模式的重要能力底座,形成代差优势。

03

实战检验 为超大规模算力互联提供“安全盾”

任何技术最终的价值都需要在实战中体现。全国首条400G量子安全OTN智算加密专线的成功开通,为算力网络打造了“传输+安全” 双引擎。通过在合肥、呼和浩特市部署华为400G OTN加密设备,依托中国电信政企OTN精品光网及量子安全基础设施,实现了400G OTN超大带宽传输、量子密钥全流程管理及业务加解密验证的一体化协同,为算力网络打造了“传输+安全” 双引擎。

该专线首次将OTN光传送网技术与量子加密技术深度融合,推出业界首款400G量子安全OTN专线产品,实现“大带宽传输”与“量子级安全”的完美兼容。通过量子密钥与OTN加密通道的无缝对接,构建“一次加密、全程安全” 的数据传输链路,从物理层杜绝传统加密技术的潜在风险。采用全国产芯片加速与国密加密算法,实现从硬件设备到加密协议的全链条自主可控。方案通过量子通信与OTN传输的高效协同,在保障数据“运、存、算”协同作业效率的同时,确保关键信息基础设施的安全性与可靠性,为政务、金融、能源等敏感领域提供“中国方案”。同时验证了全国跨域大带宽 OTN 融量子加密能力,首次实现 400G 全速率量子加密专线的远程调度开通,标志中国电信OTN精品光网具备了2M-400G 量子加密业务开通能力,不仅满足算网一体化的需求,也满足政务、要客、金融等低带宽安全组网需求。

04

产业播种 催生“万树繁花”应用新图景

量子技术并非遥不可及。作为推动我国量子产业发展的国家队、主力军,中国电信把量子技术融入客户场景需求,推出“量子+通话”“量子+云网”“量子+平台”等一系列量子通信产品,符合千行百业需要的30多项“量子+”产品正逐步走向市场,覆盖政务、政法、应急、金融、卫健、制造等10多个行业。

如今,全球首个量子加密安全通话与办公应用“量子密信”已成熟应用于各行各业;量子加密对讲广泛应用于冬奥会、冬残奥会、亚运会等多项重大活动保障,安全护航九三阅兵通信;2025成都世运会期间,中国电信打造全球首条重大赛事OTN加密专线,全程保障大赛数据传输;不久前,全国首个在航空管控系统中应用的标准化量子OTN商业应用成功落地;量子云印章已在全国多个省市的政务审批、乡村治理、企业管理等多个领域试点应用覆盖3000多个单位。

05

标准引领 构筑技术与知识产权壁垒

技术的领先必然体现在规则的话语权上。中国电信深度参与国内外量子保密通信相关标准体系的建设。截至目前,已参与量子领域国内外各级标准研制30余项,主导国际标准研制6项,主导国家及行业标准研制10余项;在专利方面,累计申请知识产权350余项,已获授权发明专利120余项,覆盖系统架构、核心协议、关键设备、网络管理等多个方面,为产业的健康有序发展奠定了坚实基础。

一系列创新实践成果背后,是中国电信发展量子科技的重要战略布局:自2019年筹划量子科技产业规划,及早行动、持续投入;2020年,成立国内第一家央企挂牌的合资量子公司中电信量子科技;2023年,注资30亿元高规格成立中电信量子集团,入选国务院国资委首批启航企业、工信部“未来产业领军企业”;2024年,率先发布量子科技和产业发展2030行动方案,擘画量子领域发展蓝图,集聚中央企业、高水平研究型大学和科研院所、头部量子企业等优势力量,牵头组建并不断壮大量子通信创新联合体,在重点技术、典型场景和重大工程方面输出一揽子先进成果。2025年,战略控股国盾量子,实现产业生态更广覆盖和产业链条更深布局,持续推动量子产业生态创新融合发展。

从量子通信工程技术研究到核心设备研制、从量子基础设施试点到标杆应用打造,从量子科技前沿突破到产业发展体系完善,中国电信这一“国家队”交出了一份漂亮“成绩单”,量子通信的产业化之路正变得更加宽广和清晰。未来,中国电信正通过这些看不见的密钥,为社会每一次连接,构筑看得见的安全。