近日，九州量子副總裁趙義博在接受采訪時表示，九州量子目前開發(fā)的產(chǎn)品覆蓋了量子通信從物理層到應用層的整套應用體系。量子通信作為密鑰傳輸手段不能孤立存在，必須要有全系列產(chǎn)業(yè)應用方案方能發(fā)揮價值。為此，九州量子研發(fā)團隊精心設計了整套量子通信體系架構，并針對每個架構開發(fā)出了全組產(chǎn)品。

萬變不離其宗。第一位重要的是體系架構，類似于傳統(tǒng)網(wǎng)絡的七層架構協(xié)議一樣，要確保無論任何使用場景都可用同一套架構，該架構要分工合理，可讓不同環(huán)節(jié)的人高效地分工協(xié)作。量子通信是用來傳輸密鑰的，該密鑰要通過合理的管理為通信和數(shù)據(jù)提供安全服務，這就需要量子物理學家、密碼學家和應用工程師通力協(xié)作。然而，術業(yè)有專攻，精通量子物理的物理學家對通信工程未必富有經(jīng)驗，做網(wǎng)絡安全的密碼學家未必精通量子物理，應用工程師只想將通信和數(shù)據(jù)存儲等應用做可靠，至于安全問題則希望能由統(tǒng)一模塊解決。

針對此情況，趙義博帶領團隊將整個量子通信應用體系分成三層架構。最底層為密鑰傳輸層，負責利用量子密碼設備或傳統(tǒng)拷貝密鑰模式等手段為兩點分配或協(xié)商密鑰，該層不考慮如何組網(wǎng)，如何應用。最上層為應用層，該層只需要向中間層下發(fā)指令，告訴中間層要和誰通信、安全強度需求，并根據(jù)通信情況調(diào)取密鑰。該層不考慮密鑰從何而來，密鑰如何傳輸、組網(wǎng)。中間層為密鑰管理層，負責從密鑰傳輸層獲取密鑰，并存儲、保管、中繼、協(xié)調(diào)等所有密鑰管理工作和用戶管理工作，該層還必須自適應各種可能的網(wǎng)絡結構和使用情況、兼容各種量子密碼傳輸協(xié)議和上層應用協(xié)議。

這個三層結構劃分后，整個量子通信應用體系便清晰明了。之后，物理學家負責密鑰傳輸層，密碼學家負責密碼管理層，應用工程師負責應用層。九州量子的整套產(chǎn)品體系和研發(fā)團隊均根據(jù)此結構進行搭建。

在密鑰傳輸層上九州量子研制成功了量子密碼核心設備并已量產(chǎn)，包括量子密鑰傳輸設備(即QKD)、高速量子隨機數(shù)源(即QRNG)、GHz單光子探測器、量子通信波分混傳設備，以上設備中量子密鑰傳輸設備經(jīng)第三方檢驗在沿海架空光纜傳輸中長期量子誤碼率保持在2%以下，穩(wěn)定性極好;高速量子隨機數(shù)源速率高達1GHz，國際領先;GHz單光子探測器響應頻率達1GHz，長期工作穩(wěn)定性良好;波分混傳設備可使量子通信不再獨占光纖，可以和經(jīng)典光單向波分混傳距離長達80km、雙向波分混傳長達50km，徹底解決了量子設備獨占光纖的問題，以上系列成果國際領先。

在密鑰管理層開發(fā)出了全球首創(chuàng)的密鑰云，借鑒傳統(tǒng)網(wǎng)絡協(xié)議并遵守國家密碼管理要求，向下發(fā)送傳輸指令并提取密鑰，向上提供三種接口，方便調(diào)用。在密碼層管理方面，采用國標要求的三層密鑰管理體系和對稱密碼算法，精心設計各種安全防護系統(tǒng)，全面保障密鑰傳輸?shù)母咝f(xié)作和密鑰的安全管理以及用戶的安全管理，該層還設計了明晰的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)，確保整個網(wǎng)絡可靠運行。

在應用層充分發(fā)揮了應用工程師和市場人員的才智，開發(fā)出了量子安全加密機、量子安全VPN、量子安全防火墻等傳統(tǒng)安全設備，還開發(fā)了一系列新型應用設備，包括透明加密盒子、安全密信、安全密郵、安全密存、安全密話、安全網(wǎng)關等產(chǎn)品，這些產(chǎn)品均精心設計、深入挖掘用戶痛點，比如透明加密盒子，小巧精致，可用于各種通信場所，包括視頻監(jiān)控、視頻會議、POS機、各種打卡設備等多種場景，無需更改已有的網(wǎng)絡結構，方便利用。安全密郵可以讓用戶放心使用各種郵箱服務器，無須擔心郵件會被郵件服務場商等其他機構獲取，再也不會有郵件門事件爆發(fā)。安全云存儲可以使用戶大膽使用各種公有云、云服務商保管其加密數(shù)據(jù)，而密鑰還掌握在用戶手里，做到密鑰和數(shù)據(jù)完全分離，安全、高效、無感，再也不會有艷照門事件發(fā)生了。所有以上運用都堅持以用戶為中心、安全、簡潔、無感等理念設計，讓量子不再高深，而是變成簡單快捷的產(chǎn)品方便大家使用。

以上產(chǎn)品的開發(fā)徹底地解決了量子通信高深、難以應用的難題，往后就是如何推廣、優(yōu)化，降低成本等事務，量子通信產(chǎn)業(yè)化近在眼前。

為何能如此快速開發(fā)出上述產(chǎn)品?趙義博介紹說這與所有研發(fā)人員的全力協(xié)作密不可分。“170位來自985、211高校的人才組建起的研發(fā)團隊，17個博士高效協(xié)作、快速組織，經(jīng)過多少個不眠之夜才取得了這樣的成績。”趙義博感慨道。

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