华为入局量子通信有了“实锤”。近日，华为技术有限公司被授权公开“一种量子密钥分发系统、方法及设备”相关专利。据专利摘要，该系统有助于降低量子密钥分发的复杂性和降低成本。

　　作为一个新兴领域，量子通信解决的首要问题不是信息传输，而是通话安全问题。随着相关研究不断推进和成果加速应用，量子通信离普通人已越来越近。

　　华为技术有限公司量子通信相关专利摘要  图片来自国家知识产权局官网

　　华为重磅专利曝光

　　剑指降低量子密钥分发成本

　　量子通信，是利用量子的物理特性在信息传递时，保证通信安全。如通信行业专家张弛所言，量子通信首要解决的不是通信问题，而是通信加密问题。

　　在量子力学中，“量子叠加”理论是指量子就像具备“分身术”，可以同时处于多种状态和多个位置。不过，一旦去观测它，其多个状态、多个位置就会发生改变。这种“不可被观测”的量子状态，让量子通信可以做到不能被窃听。

　　现代信息安全体系的核心要素是密钥（即密码学中的一种参数，用于保障信息安全）。量子密钥由量子信息技术产生，其随机性和保密性得到量子力学的理论保证。

　　华为这一授权公告号为CN108737083B的专利描述了一种量子密钥分发系统，主要包括第一通信设备、第二通信设备、第三方系统、第一测量设备和第二测量设备。

　　量子密钥分发系统的示意图 来自国家知识产权局官网

　　光子是光的量子态。根据专利描述，在这个系统中，第一通信设备发送第一光子，第三方系统发送第三光子，第一测量设备将用于确定二者接收位置和接收时刻，满足预设模式后生成第一接收响应。

　　与此同时，第二通信设备发送第二光子，第三方系统发送第四光子，第二测量设备用于确定二者接收位置和接收时刻，满足预设模式后生成第二接收响应。

　　此后，第一通信设备、第二通信设备在接收到第一接收响应和第二接收响应后，分别根据光子的相位确定比特值，并将确定的比特值保存为共享量子密钥。

　　该项发明专利申请日为2017年4月24日。这一专利被行业媒体称为“重磅”，将助于降低量子密钥分发的复杂性和降低成本。

　　星地量子通信网络示意图 图片来自《自然》官网

　　我国已建成广域量子通信网

　　相关技术跻身全球领先

　　近年来， 在量子通信领域，我国“量子卫星”“京沪干线”等设施和项目陆续开建，相关技术研究不断取得新进展。有专家表示，我国量子通信技术已跻身全球领先地位。

　　在量子通信领域，量子密钥分发主要通过光纤和自由空间两种信道实现。早在2016年8月，中国科技大学潘建伟团队主导的“墨子号”量子卫星就成功发射，实现了卫星对地面站的高速量子密钥分发。一年之后，全球首条量子通信加密光纤链路——“京沪干线”正式开通。

　　通过“墨子号”，研究团队成功将卫星与地面的量子密钥分发距离拓展到2000公里，相应的地面站俯仰角跨度可达170°，几乎可覆盖整个天空。

　　“京沪干线”则通过32个中继节点，将北京、济南、合肥、上海的地面量子网络连接起来，在2000公里范围内，实现了量子保密通信。记者前期从中国科技大学了解到，经过两年多的安全性测试，潘建伟团队验证，“京沪干线”可以抵御目前已知的所有量子黑客攻击方案，可支持1.2万以上用户同时使用。

　　近年来，在“京沪干线”与“墨子号”相连基础上，潘建伟团队成功构建天地一体化广域量子通信网，相关研究近日登上国际顶级学术期刊《自然》杂志。

　　研究结果显示，2019年初，基于该网络，国家电网有限公司建立了跨越2600公里、从北京至新疆的量子密钥分发信道，实现了电力通信数据加密传输，首次从工程上检验了星地量子通信开展实际业务的可行性。

　　相关成果也表明，通过地面光纤和卫星两种方式，全球量子通信网络有望实现。

　　量子密话定制SIM卡芯片 中国电信安徽公司 供图

　　量子通信产品在安徽试商用

　　我们离量子通信产品并不远

　　在互联网时代，随着人们个人隐私和信息安全意识的提升，量子通信大有用武之地。在应用层面，已有量子通信产品揭开神秘面纱。

　　今年新年伊始，量子通信技术在安徽省迈出民用重要一步，中国电信推出行业内首款量子安全通话产品“量子密话”，并征集用户，迈出试商用的步伐。

　　记者从中国电信安徽公司了解到，“量子密话”使用特定量子安全SIM卡，通过天翼量子APP得以应用。产品支持操作系统为9.0及以上，同时具备NFC功能的安卓客户端，也就是市场上的主流安卓机型基本可以使用。

　　“用户通信双方在中国电信指定营业厅线下在办理‘量子密话’业务后，通过APP拨号盘或联系人拨打量子安全通话，即可体验量子通信服务，能满足各级人员外出办公、出国旅游、涉密行业内部办公等场景保密通信需求。”中国电信安徽公司相关负责人介绍。

　　早在2017年，国盾量子已经与中兴通讯合作推出过全球首款商用“量子加密手机”，通过安装量子安全TF卡，在全网通或WIFI环境下，用户之间可以实现基于量子安全的密话、密信功能。

　　去年5月14日，三星联合SK电讯也发布了全球第一款5G量子智能手机Galaxy A Quanyum，搭载的专用芯片可保证信息不被泄露。

　　遥想32年前，人类历史上首次量子通信在实验室诞生，线路只有32厘米，如今，量子通信渐渐成为触手可及的现实。随着技术突破与应用更新，我们离用上量子通信并不遥远。