3月18日，美国计算机协会（ACM）宣布，加拿大学者吉勒斯·布拉萨德（Gilles Brassard）和美国学者查尔斯·本内特（Charles Bennett）获得2025年度图灵奖，这标志着量子信息理论首次获得计算机科学界的最高认可。国科量子公司作为量子通信行业领军企业与国家重大量子基础设施的建设运营主体，在量子通信网络建设运营、产品研发、标准研制等方面取得了积极成果。借此机会，从设施、产品、标准等方面，将相关工作进展与实践成果分三期分享给大家。

第二期 从“书架”到“货架”：国科量子打造量子密码产品体系

一、“书架”上的理论光辉

1984年，当科学家Bennett和Brassard首次提出BB84协议时，还只是一个躺在“书架”上的理论构想——利用单光子的量子态来编码密钥信息，借助量子力学基本原理确保任何窃听行为都会被察觉。

BB84协议解决了密码学的最根本问题——密钥安全分发难题。在传统密码体系中，要么依赖信使人工传递，要么依赖数学难题（如RSA）保护密钥传输，但前者效率低下，后者则面临量子计算的严峻威胁。

BB84协议利用量子力学的基本原理实现了理论上不可破解的密钥分发：

· 量子不可克隆定理：任何窃听行为都会改变量子态，留下可检测的痕迹

· 海森堡不确定性原理：测量行为本身会干扰系统，使得窃听必然被发现

二、国科量子把量子密码技术搬上“货架”

当前量子计算加速发展，对经典密码体系的威胁日益迫近，2025年10月波士顿咨询集团（BCG）预测，到2035年，量子计算机将能够破解广泛使用的加密标准（如 RSA/椭圆曲线加密标准）。

为应对量子计算威胁，国科量子作为量子信息行业领军企业和国家量子通信基础设施的建设运营主体，基于规模化工程实践经验与长周期应用探索，成功将量子密码技术搬上“货架”，打造了具备抗量子计算能力的量子密码产品体系，主要包括量子通信网络产品、量子通信应用产品两大板块。

量子通信网络产品板块，主要聚焦构建天地一体化量子通信网络的“基础设施层”，保障以BB84等QKD协议为基础的产品能够在大规模网络环境中稳定高效运行。其中：

· 组网产品——构建密钥流动“高速公路”，提供大规模、可扩展、高可用性的量子密钥组网和服务能力；

· 网络管控产品——作为智能调度的“核心中枢”，统一管控光纤、卫星、地面站等不同技术体制的密钥链路资源，根据业务优先级、密钥容量、服务策略提供最优的密钥调度方案；

· 网络运维产品——稳定运行的“智能诊所”，实现量子、密钥、光传输、数通、安全等设备的统一状态监控、故障分析和预警处置。

量子通信应用产品板块，主要是将量子密钥深度赋能各类应用场景，让量子安全真正服务于千行百业。其中：

· 分布式密钥资源池——基于量子通信网络构建跨域密钥分发和服务能力，为各类密码应用和终端设备提供大容量、高并发、标准化的密钥服务；

· 密码应用产品——面向抗量子安全需求，融合后量子密码算法、量子随机数芯片等多种技术手段，为业务系统提供链路层、应用层的加密认证能力；

· 安全应用产品则面向可信数据空间、区块链等新兴业务场景，提供“量子+”综合解决方案，助力数字经济安全发展。

三、“货架”上的明星产品与典型案例

（一）量子密钥路由器

量子密钥路由器是量子密钥分发网络组网的核心设备，具备组网接入、密钥同步与输出、路由交换、量子设备监控与管理等关键功能。该产品在全球首次实现了不同量子通信设备厂商、量子卫星与光纤量子网络的混合接入组网，并能根据不同应用场景和用户需求，配置灵活的路由交换策略、提供多样化的密钥输出服务。该产品不仅有效解决了量子通信领域的互联互通难题，还显著提升了用户使用网络的便捷性，目前已在国家骨干网、合肥城域网、广州城域网、跨运营商QKD网络互联等多个重要场景中成功应用。

（二）量子卫星控制系统

为构建星地一体广域量子网络，国科量子在全球首创开发了商用化的量子卫星控制系统，具有星地任务规划、控制指令制作、高精度轨道预报等全流程管控能力。该系统可监测量子卫星遥测参量超过1500个，成功支撑了“济南一号”量子卫星和地面站的长期稳定运行，完成科学实验、应用示范等星地任务370余次，为实用化卫星量子通信组网铺平了道路。相关研究成果已发表于国际顶尖学术期刊《Nature》，标志着我国在卫星量子通信领域达到国际领先水平。

（三）量子网络运维管理系统

量子网络运维管理系统是集量子网络监控、资源管理、运维调度和故障处理指挥为一体的综合性支撑平台，具备不同厂商、不同类别设备的信息自动采集和分析、资源规划管理、运维调度及操作维护等核心能力。自国家骨干网运行以来，该系统已纳管量子、传输、数通、安全、动环等各类设备超过10000台，采集250余类关键指标数据，每日处理数据达千万余条，有力支撑骨干网可用性达到99.99%的高可靠性水平。

（四）分布式密钥资源池

面向多用户、高并发、海量终端接入的应用场景，分布式密钥资源池基于底层量子通信网络能力，可实现百万级用户接入、万级业务并发的密钥服务能力。该系统同时支持QKD、后量子密码算法（Post-Quantum Cryptography, PQC）、密钥分量、充注等多种服务方式，并且能够严格隔离不同业务和用户的密钥资源，实现精细化的密钥全生命周期管理，有力支撑量子通信的规模化应用。相关产品和方案荣获“2025年度上海市优秀密码应用解决方案”。

此外，国科量子还打造了链路加密设备、服务器密码机、PCI-E密码卡、证书认证系统等全系列商用密码产品，并均获得商密证书，已在金融、能源、政务、交通等行业成功应用。同时，为服务数据安全、释放数据要素价值，国科量子开展了量子可信数据空间等产品研发，努力构建可信数据流通环境，目前已在工业制造、汽摩产业、公安警务等行业开展应用，相关产品方案荣获2025年“数据要素×”大赛全国总决赛工业制造赛道三等奖等荣誉。

四、发展展望

随着量子计算威胁的日益迫近和数字经济的深入发展，量子密码正从“前沿技术”加速转变为“标准配置”。2025年11月，合肥实验室牵头量子、密码、通信等领域30多家顶尖力量，启动了量子密码基础设施（QCI）标准化技术联盟，旨在突破关键核心技术，构建自主可控标准体系，为量子通信重大应用提供关键指引，这将进一步加速量子密码技术与产品的规模化推广和产业生态发展壮大。

为抢抓广阔发展机遇，国科量子将围绕隐私计算、联邦学习、区块链等技术和场景，打造更多量子密码融合创新产品，持续丰富量子密码产品“货架”。国科量子愿与产业各方伙伴携手并进，共同为我国构建自主可控的抗量子密码体系、筑牢数字化发展屏障贡献力量。

参考链接：

[1]Bennett, C. H., & Brassard, G. (1984). Quantum cryptography: Public key distribution and coin tossing. Proceedings of IEEE International Conference on Computers, Systems and Signal Processing, Bangalore, India, pp. 175–179.

[2]Wootters, W. K., & Zurek, W. H. (1982). A single quantum cannot be cloned. Nature, 299(5886), 802-803

[3]Heisenberg, W. (1927). Über den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik. Zeitschrift für Physik, 43(3-4), 172-198.

[4]https://www.bcg.com/publications/2025/how-quantum-computing-will-upend-cybersecurity

[5]Li, Y., Cai, W.-Q., Ren, J.-G., Wang, C.-Z., Yang, M., Zhang, L., ... & Pan, J.-W. (2025). Microsatellite-based real-time quantum key distribution. Nature, 640, 47-54.