时间: 2025-11-03 17:47:31 | 作者: 环保设备系列
近期，一篇名为《经典光信号与量子密钥分发在光纤传输现网中的共存》的论文被光通信领域国际顶级期刊《Journal Of Lightwave Technology》（《光波技术杂志》）收录，其成果来自一次世界纪录——2024年，中国电信旗下中电信量子集团实现了80公里以上商用量子密钥分发（QKD）系统与10Tbps光网共纤超长距传输，创下当时全球现网共纤的最远距离纪录。
这意味着，利用现有的光纤网络，即可与10Tbps超大容量传统通信共存，极大降低了量子通信的网络建设门槛。
“80公里的传输距离已能覆盖大多数城域网应用场景。”中电信量子集团的一位专家告诉《IT时报》记者。
目前，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%的骨干网光通信设施进行共纤传输，现已正式通过科技成果专业机构认定达到国际领先水平。
截至今年10月，合肥、上海、北京、广州等多个城市的量子城域网已建设完成，部分重点城市实现了相互连通。刚刚结束的2025成都世运会上，中国电信打造的全球首条重大赛事OTN加密专线，实现了大赛期间出入证件制作、入场验证等环节产生的有关数据的量子加密传输，开创了有关技术的应用先例；不久前，连接上海与合肥的量子加密通信专线正式启用，为航空管控装上“量子安全锁”，成为全国首个在航空管控系统中应用的标准化量子OTN商业案例。
“中国电信的量子安全新型基础设施具备真安全、广覆盖、全开放和强监管的特性，更实现密钥服务全程可管、可控、可溯，全面保障安全、可靠与合规。”上述专家表示。
“Q-Day 1540天13时57分57秒……”在中电信量子集团一楼展厅中，一个倒计时钟逐秒递减。随着量子计算的加快速度进行发展，传统加密体系面临前所未有的挑战，Q-Day牵动着每个量子人的心弦。
现代主流密码体系为RSA公钥加密体系，如果用目前最优算法分解2048位RSA合数，需要约1.53×10^35次运算，利用现有的算力，即使计算机每秒能计算10^15次，也需要4.82×10^12年。但在量子计算面前，RSA体系被认为可以在一天，甚至更短时间内被攻破。
根据美国国家标准与技术研究所（NIST）和麦肯锡报告的预测，Q-Day最早将于2030年到来。
近10年来，光纤通信以其高速度、大容量和低损耗的特点慢慢的变成为现代通信网络的骨干，大范围的应用于互联网、电信和数据中心之间的数据传输。然而，随着光攻击技术的曝光，这种通信方式暴露出新的脆弱性，
攻击者无需切断光缆，只需利用精密设备在光纤外部进行微小的弯曲或施加压力，就会导致极少量的光信号（携带着数据）从光纤内部的核心层泄露出来。这种泄露的光信号能够最终靠高灵敏度的光耦合器或光电传感器进行采集和放大，被攻击者“窃听”。
当量子计算威胁与光纤窃听风险叠加，构建抗量子安全基础设施成为“当务之急”。
“中国电信正深入推动量子+，打造运营商级的安全能力。”中国电信董事长柯瑞文在今年8月的中期业绩说明会上透露，基于QKD（量子密钥分发）、PQC抗量子加密等技术体系，中国电信正构建涵盖量子密钥分发、量子密码资源池和量子密码管理平台的量子安全基础设施，形成“一网一池一平台”的量子安全基础设施建设方案。
量子密钥分发（QKD）技术基于量子力学的基础原理，使通信的双方能够产生并分享一个随机的、安全的密钥，以此来加密和解密消息。
然而，长期以来，QKD技术的实际部署面临一个核心挑战：如何融入现有的光纤骨干网。QKD的量子信号一般会用单光子级别的极弱光脉冲，其功率比经典通信信号低几个数量级。当强经典信号与弱量子信号在同一光纤中传播时，会产生多种物理效应严重干扰量子信号。
因此，此前基于QKD建设的城域网通常会铺设专用光纤，如全球顶级规模、用户最多的合肥量子城域网，早期建设时，采用的便是专网方式，也即在现网之外重新建设一张网，且设备均为QKD系统专用器件。这不仅大幅度提升了部署成本，工程实施也很复杂，同时抬高了规模化建设的门槛。要知道，在一些大型城市的密集区域，新增光缆的长度可能长达数千公里。
实现QKD信号与经典光信号的共存传输，成为推动量子通信技术大规模化的关键突破口。
作为国家信息基础设施建设的主力军，早在10余年前，中国电信便在量子通信领域布下“先手棋”，并逐渐从战略布局者跃升为量子通信产业化的“定义者”和“加速器”。
2017年，中国电信成功实现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，中电信量子研发团队突破性地创下全球现网共纤最远距离记录——80公里。同年，中国电信发布全球首款商用QKD光传输一体终端，这在某种程度上预示着开发团队在噪声抑制、信道隔离等一系列关键技术上实现了突破，成功隔离了海量经典信号对脆弱量子信号的干扰。
关键性的技术突破之一，是中电信量子集团首次在量子——经典共存实验中引入单光纤光监控信道（OSC）配置。在今年10月发表于《光波技术杂志》的这篇论文中，中电信量子集团的研发团队详细阐释了这项“硬核技术”。
OSC是光纤通信中用来监控网络运作时的状态和传输高精度时钟同步信号的关键通道，现代高速通信系统的正常运行需要所有设备之间有极高精度的时钟同步，否则数据流会混乱，甚至导致系统崩溃，OSC便承载着这个重要的同步功能
此外，项目组在双光纤和单光纤OSC配置下分别实现了2.2 kbps和1.35 kbps的安全密钥速率（SKR）。安全密钥速率 (SKR) 是衡量QKD实用性的核心指标。虽然速率看起来并不算高，但在高功率、高容量、长距离共存的复杂商用环境中，SKR能够稳定传输，已经是一次从0到1的“无人区突破”，代表技术克服了严重的实用化障碍。
2024年至今，中电信量子集团加速构建全球首个“天地一体”的量子安全基础设施，上海、合肥、北京、广州等多个重要城市已相继建起坚固的“量子安全圈”——量子城域网；2025年5月，全球首例基于融合QKD和PQC分布式密码系统的跨域量子密信电线公里成功接通。
与此同时，城市间的“量子高速公路”也正在逐渐打通。今年10月，一条连接安徽合肥与内蒙古和林格尔两大数据中心的专线正式开通。这条全国首条400G OTN智算加密专线余公里，成功实现了高速、高安全的跨区域算力互联，解决了一个核心难题：如何让“跑得最快的数据”拥有“最高级别的安全”。
如今，中国电信正初步构建全国纵横相连、跨域互通的量子一张网，形成全球领先的量子安全能力底座。
将“高不可攀”的新技术带入千行百业、千家万户，是“国家队”中国电信的天然使命，从固话、手机、宽带到云，无不如此，如今是量子。
今年上海世界人工智能大会召开前夕，全国首例“基于空管大数据的GNSS信号智能监测与分析平台应用的量子OTN加密专线”开通，通过融合QKD的量子OTN加密专线，民航在上海和合肥两地之间可以高速传递来自不一样的区域、不同高度的航空器、航路航线、干扰源等信息，并将这一些数据安全汇聚及高效分发，从而确保监测数据不被拦截、篡改或滥用。
除了构建量子安全基础设施，中国电信正在将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，覆盖政务、政法、应急、金融、卫健、制造等10多个行业。
从实验室的光子理论，到现网的80公里共纤突破；从早期的专网建设，到如今“一网一池一平台”的全面融合——中国电信正在完成量子科技产业化的艰难跨越，并将其转化为可规模复制的“中国方案”，为社会每一次连接，构筑看得见的安全。
