九州量子趙義博：我們的產(chǎn)品覆蓋了量子通信全產(chǎn)業(yè)鏈

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(yīng)用層的整套應(yīng)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(yīng)用方案方能發(fā)揮價值。為此，九州量子研發(fā)團(tuán)隊(duì)精心設(shè)計(jì)了整套量子通信體系架構(gòu)，并針對每個架構(gòu)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(gòu)，類似于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的七層架構(gòu)協(xié)議一樣，要確保無論任何使用場景都可用同一套架構(gòu)，該架構(gòu)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(wù)，這就需要量子物理學(xué)家、密碼學(xué)家和應(yīng)用工程師通力協(xié)作。然而，術(shù)業(yè)有專攻，精通量子物理的物理學(xué)家對通信工程未必富有經(jīng)驗(yàn)，做網(wǎng)絡(luò)安全的密碼學(xué)家未必精通量子物理，應(yīng)用工程師只想將通信和數(shù)據(jù)存儲等應(yīng)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(lǐng)團(tuán)隊(duì)將整個量子通信應(yīng)用體系分成三層架構(gòu)。最底層為密鑰傳輸層，負(fù)責(zé)利用量子密碼設(shè)備或傳統(tǒng)拷貝密鑰模式等手段為兩點(diǎn)分配或協(xié)商密鑰，該層不考慮如何組網(wǎng)，如何應(yīng)用。最上層為應(yīng)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(qiáng)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(fù)責(zé)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(yīng)各種可能的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和使用情況、兼容各種量子密碼傳輸協(xié)議和上層應(yīng)用協(xié)議。

這個三層結(jié)構(gòu)劃分后，整個量子通信應(yīng)用體系便清晰明了。之后，物理學(xué)家負(fù)責(zé)密鑰傳輸層，密碼學(xué)家負(fù)責(zé)密碼管理層，應(yīng)用工程師負(fù)責(zé)應(yīng)用層。九州量子的整套產(chǎn)品體系和研發(fā)團(tuán)隊(duì)均根據(jù)此結(jié)構(gòu)進(jìn)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(shè)備并已量產(chǎn)，包括量子密鑰傳輸設(shè)備(即QKD)、高速量子隨機(jī)數(shù)源(即QRNG)、GHz單光子探測器、量子通信波分混傳設(shè)備，以上設(shè)備中量子密鑰傳輸設(shè)備經(jīng)第三方檢驗(yàn)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(jī)數(shù)源速率高達(dá)1GHz，國際領(lǐng)先;GHz單光子探測器響應(yīng)頻率達(dá)1GHz，長期工作穩(wěn)定性良好;波分混傳設(shè)備可使量子通信不再獨(dú)占光纖，可以和經(jīng)典光單向波分混傳距離長達(dá)80km、雙向波分混傳長達(dá)50km，徹底解決了量子設(shè)備獨(dú)占光纖的問題，以上系列成果國際領(lǐng)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(luò)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(biāo)要求的三層密鑰管理體系和對稱密碼算法，精心設(shè)計(jì)各種安全防護(hù)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(shè)計(jì)了明晰的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，確保整個網(wǎng)絡(luò)可靠運(yùn)行。

在應(yīng)用層充分發(fā)揮了應(yīng)用工程師和市場人員的才智，開發(fā)出了量子安全加密機(jī)、量子安全VPN、量子安全防火墻等傳統(tǒng)安全設(shè)備，還開發(fā)了一系列新型應(yīng)用設(shè)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(guān)等產(chǎn)品，這些產(chǎn)品均精心設(shè)計(jì)、深入挖掘用戶痛點(diǎn)，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(jī)、各種打卡設(shè)備等多種場景，無需更改已有的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，方便利用。安全密郵可以讓用戶放心使用各種郵箱服務(wù)器，無須擔(dān)心郵件會被郵件服務(wù)場商等其他機(jī)構(gòu)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(wù)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(yùn)用都堅(jiān)持以用戶為中心、安全、簡潔、無感等理念設(shè)計(jì)，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(yīng)用的難題，往后就是如何推廣、優(yōu)化，降低成本等事務(wù)，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(tuán)隊(duì)，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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