量子安全通信技术应用白皮书 1前言 二十世纪初，人们开始以量子为对象，研究物质世界微观粒子的 运动规律，并逐步建立起量子力学理论体系。到了二十世纪中叶，随 着量子科技的发展，现代光学、电子学和凝聚态物理等技术不断取得 重大突破，推动了激光器、半导体、计算机等经典器件的问世，引发 了第一次量子革命。进入二十一世纪后，随着量子调控技术的进步和 发展，人们可以对微观体系的量子态进行精确的观测与调控，以量子 计算、量子通信、量子测量等技术为代表的第二次量子革命正在到来。 近年来，我国大力实施创新驱动发展战略，在多领域取得重大进 展。量子通信技术在实用化和工程化方面得到较快发展，网络建设规 模和各类应用示范均处于全球领先水平。数字经济时代，网络安全、 数据安全等问题变得日益严峻，这些问题关乎个人利益、企业生存和 国家安全。研究表明，量子通信技术是唯一被严格证明的、符合香农 无条件安全特性的通信方式，在党政军、能源、金融、交通等领域具 有广泛的应用前景和商业价值。 中国联通与雄安新区智能城市创新联合会、中国雄安集团数字城 市科技有限公司成立量子通信技术应用研究联合实验室(应用示范中 心)，坚持以全球化视角为引领，结合智能城市建设，积极开展产业 合作、技术创新，推动科研成果转化，全方位助力国家量子战略落地。 本白皮书以技术研究及应用示范成果为基础，分析了量子安全通 信发展机遇，研究了量子安全通信关键技术和产业标准规范，并从典量子安全通信技术应用白皮书 2型行业应用角度，给出了基于端到端量子加密网络内生安全的解决方 案，助力打造重点行业量子安全通信应用标杆，促进量子通信技术的 发展，支撑数字经济安全、快速发展。 本白皮书在编制过程中，得到了雄安新区智能城市创新联合会、 中国雄安集团数字城市科技有限公司、国网雄安新区供电公司、浙江 九州量子信息技术股份有限公司、江苏亨通问天量子信息研究院有限 公司、上海循态量子科技有限公司、国科量子通信网络有限公司、鼎 桥通信技术有限公司等单位的帮助与指导，在此，向以上单位表示诚 挚的谢意。量子安全通信技术应用白皮书 3目录 前言............................................1 一、量子安全通信发展机遇.........................5 1.1技术发展概述.......................................................................................................................................5 1.2国家政策支持.......................................................................................................................................7 1.3应对安全挑战.....................................................................................................................................11 1.3.1数字化转型背景....................................................................................................................11 1.3.2敌手攻击风险........................................................................................................................12 1.3.3量子霸权威胁........................................................................................................................13 1.3.4云上数据安全........................................................................................................................13 1.4应用前景广阔.....................................................................................................................................13 二、关键技术研究进展............................15 2.1量子密钥分发QKD...........................................................................................................................15 2.1.1离散变量量子密钥分发......................................................................................................16 2.1.2连续变量量子密钥分发......................................................................................................16 2.2高速量子随机数发生器..................................................................................................................17 2.3量子密钥云平台................................................................................................................................17 2.4量子可信中继增强技术..................................................................................................................18 2.5量子加密路由组网技术..................................................................................................................19 2.6共纤传输技术.....................................................................................................................................19 三、产业化标准化进展............................20 3.1产业化路线..........................................................................................................................................20 3.2标准化路线..........................................................................................................................................22 3.2.1国际标准组织积极开展标准化工作..............................................................................22 3.2.2我国加速标准体系建设......................................................................................................24 3.3与其他安全体系之间的关系.........................................................................................................25 3.3.1量子安全与OSI安全体系.................................................................................................25 3.3.2量子安全与等级保护安全体