天目新聞 記者 曾楊希
華為入局量子通信有了「實錘」。近日，華為技術有限公司被授權公開「一種量子密鑰分發系統、方法及設備」相關專利。據專利摘要，該系統有助於降低量子密鑰分發的複雜性和降低成本。
作為一個新興領域，量子通信解決的首要問題不是信息傳輸，而是通話安全問題。隨著相關研究不斷推進和成果加速應用，量子通信離普通人已越來越近。
華為技術有限公司量子通信相關專利摘要 圖片來自國家知識產權局官網
華為重磅專利曝光
劍指降低量子密鑰分發成本
量子通信，是利用量子的物理特性在信息傳遞時，保證通信安全。如通信行業專家張弛所言，量子通信首要解決的不是通信問題，而是通信加密問題。
在量子力學中，「量子疊加」理論是指量子就像具備「分身術」，可以同時處於多種狀態和多個位置。不過，一旦去觀測它，其多個狀態、多個位置就會發生改變。這種「不可被觀測」的量子狀態，讓量子通信可以做到不能被竊聽。
現代信息安全體系的核心要素是密鑰（即密碼學中的一種參數，用於保障信息安全）。量子密鑰由量子信息技術產生，其隨機性和保密性得到量子力學的理論保證。
華為這一授權公告號為CN108737083B的專利描述了一種量子密鑰分發系統，主要包括第一通信設備、第二通信設備、第三方系統、第一測量設備和第二測量設備。
量子密鑰分發系統的示意圖 來自國家知識產權局官網
光子是光的量子態。根據專利描述，在這個系統中，第一通信設備發送第一光子，第三方系統發送第三光子，第一測量設備將用於確定二者接收位置和接收時刻，滿足預設模式後生成第一接收響應。
與此同時，第二通信設備發送第二光子，第三方系統發送第四光子，第二測量設備用於確定二者接收位置和接收時刻，滿足預設模式後生成第二接收響應。
此後，第一通信設備、第二通信設備在接收到第一接收響應和第二接收響應後，分別根據光子的相位確定比特值，並將確定的比特值保存為共享量子密鑰。
該項發明專利申請日為2017年4月24日。這一專利被行業媒體稱為「重磅」，將助於降低量子密鑰分發的複雜性和降低成本。
星地量子通信網絡示意圖 圖片來自《自然》官網
我國已建成廣域量子通信網
相關技術躋身全球領先
近年來， 在量子通信領域，我國「量子衛星」「京滬幹線」等設施和項目陸續開建，相關技術研究不斷取得新進展。有專家表示，我國量子通信技術已躋身全球領先地位。
在量子通信領域，量子密鑰分發主要通過光纖和自由空間兩種信道實現。早在2016年8月，中國科技大學潘建偉團隊主導的「墨子號」量子衛星就成功發射，實現了衛星對地面站的高速量子密鑰分發。一年之後，全球首條量子通信加密光纖鏈路——「京滬幹線」正式開通。
通過「墨子號」，研究團隊成功將衛星與地面的量子密鑰分發距離拓展到2000公裡，相應的地面站俯仰角跨度可達170°，幾乎可覆蓋整個天空。
「京滬幹線」則通過32個中繼節點，將北京、濟南、合肥、上海的地面量子網絡連接起來，在2000公裡範圍內，實現了量子保密通信。記者前期從中國科技大學了解到，經過兩年多的安全性測試，潘建偉團隊驗證，「京滬幹線」可以抵禦目前已知的所有量子黑客攻擊方案，可支持1.2萬以上用戶同時使用。
近年來，在「京滬幹線」與「墨子號」相連基礎上，潘建偉團隊成功構建天地一體化廣域量子通信網，相關研究近日登上國際頂級學術期刊《自然》雜誌。
研究結果顯示，2019年初，基於該網絡，國家電網有限公司建立了跨越2600公裡、從北京至新疆的量子密鑰分發信道，實現了電力通信數據加密傳輸，首次從工程上檢驗了星地量子通信開展實際業務的可行性。
相關成果也表明，通過地面光纖和衛星兩種方式，全球量子通信網絡有望實現。
量子密話定製SIM卡晶片 中國電信安徽公司 供圖
量子通信產品在安徽試商用
我們離量子通信產品並不遠
在網際網路時代，隨著人們個人隱私和信息安全意識的提升，量子通信大有用武之地。在應用層面，已有量子通信產品揭開神秘面紗。
今年新年伊始，量子通信技術在安徽省邁出民用重要一步，中國電信推出行業內首款量子安全通話產品「量子密話」，並徵集用戶，邁出試商用的步伐。
記者從中國電信安徽公司了解到，「量子密話」使用特定量子安全SIM卡，通過天翼量子APP得以應用。產品支持作業系統為9.0及以上，同時具備NFC功能的安卓客戶端，也就是市場上的主流安卓機型基本可以使用。
「用戶通信雙方在中國電信指定營業廳線下在辦理『量子密話』業務後，通過APP撥號盤或聯繫人撥打量子安全通話，即可體驗量子通信服務，能滿足各級人員外出辦公、出國旅遊、涉密行業內部辦公等場景保密通信需求。」中國電信安徽公司相關負責人介紹。
早在2017年，國盾量子已經與中興通訊合作推出過全球首款商用「量子加密手機」，通過安裝量子安全TF卡，在全網通或WIFI環境下，用戶之間可以實現基於量子安全的密話、密信功能。
去年5月14日，三星聯合SK電訊也發布了全球第一款5G量子智慧型手機Galaxy A Quanyum，搭載的專用晶片可保證信息不被洩露。
遙想32年前，人類歷史上首次量子通信在實驗室誕生，線路只有32釐米，如今，量子通信漸漸成為觸手可及的現實。隨著技術突破與應用更新，我們離用上量子通信並不遙遠。
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