Page 32 - 网络电信2021年12月刊下

特 约 专 栏

Distribution)。量子密钥分发是利用量子物理特性(即量子不可 尤其是量子计算机的出现，使软件加密的破译变得可能。2017年
克隆原理)实现无条件安全的密钥分发，目前主要是在光纤或者 11月11日IBM宣布已成功研制出50量子比特的量子计算机原理样
自由空间利用光子的偏振或者相位特性来实现，同时还需要传统 机。它一步就能完成一千万亿次计算。要破解一个现在常用的
互联网信道完成数据传输。这其实只能算是量子加密通信，而非 RSA密码系统，用当前最好的超级计算机需花60万年，但用一个
真正意义上的量子通信。因而在量子通信方面，量子加密通信是 有相当储存功能的量子计算机祗需花上不到3小时。
目前唯一完成实际应用的技术,并已投入了商业应用。 3.光纤在量子加密通信中的应用
量子通信是试图使用量子纠缠理论进行信息的传输,量子纠 与软件加密相比较, 量子加密通信是基于量子不确定性原
缠态在数学上定义为：“如果一个二粒子复合体系的量子态无法 理,量子不可克隆原理, 量子不可分割原理, 确保量子密钥分发
分解为各子体系量子态之张量积，这个态称为纠缠态”。真正的 的绝对安全,再配合由Vernam提出并经Shannon证明了的一次一密
量子通信是利用量子纠缠理论不依赖时空的通信：“当测量一个 的加密策略,可实现通信过程的无条件安全,保证通过量子密钥加
粒子时，另一个与之关联的粒子会瞬时改变状态，无论它们相距 密的信息即使被窃取也无法被破解。因此量子加密通信无疑是
多远”。那样我们跟火星之间通信也不会有严重延迟，更不会有 目前能解决信息传输的安全问题的最佳选择，其重要意义不言
中间物体比如天气等的影响。但是，科学地看，绝不可能有无需 而喻。
载体、无需时间、无论多远、无任何东西能够阻挡的信息传输通 从根本上说，量子密钥通信对于数据传输的速度和容量并无
道，脱离载体的信息传递是不可思议的。近年来确有在多粒子纠 太大的贡献。或者说，量子密钥通信技术只是提供了一种更为安
缠态的制备以及终端开放的量子态隐形传态的实验成果见诸于报 全的通信方式。但是，这项技术可以为广大的互联网用户提供一
导，也有人将量子纠缠的实验证实誉为近代科学史上最重要的发 个更为安全的信息交流环境。
现之一。然而,量子隐形传态和量子纠缠的分发无论在理论或实 从上面的表述可见，量子保密通信本质上是传统的光纤通信
验上，几代物理学界均存在歧义。 +量子密钥分发,并没有颠覆传统通信原理。量子保密通信改变的
量子密钥分发是利用海森堡测不准原理,在通信双方原先不 主要是信息交流中的加密方式和协议方式。除了用于对光量子进
共享秘密的情况下产生一个随机安全密钥的过程,这一性质将使 行加密和解密的设备外，我们通信使用的主要通道并未改变。换
通信双方无须事先交换密钥即可绝密通信, 它是量子密码的基 言之，作为信息载体的光量子经过的通道仍是光纤。当然，基于
础。量子密钥分配的基本结构包含一个用于量子通信的量子通 量子保密通信的要求，也对光纤的性能提出了一定新的要求。
道,以及用于测试量子信息在量子通道中传输是否失真的公开信 量子保密通信中量子密钥分发协议的工作原理决定了必须
道。量子密钥分配协议有基于非正交极化量子态不可克隆原理 牺牲了部分传输位来用于验证，这些位不能用作密钥，导致量子
的单粒子量子密钥分配协议，常见的有基于四个量子态的BB84协 密码的传输效率相对较低。这也代表了量子保密通信对于通信速
议；基于两个量子态的B92协议和六个量子态的6态协议。 度和容量有着更高的要求。有鉴于此, 要达到和我们目前使用的
2.软件加密通信 光通信效率，波分复用技术, 高阶调制、相干接收/DSP技术仍是
当前信息传输的安全问题受到全球性高度关注。电缆和光 不可或缺的传输技术。因而为减小光纤非线性的影响以及量子加
纤通信存在两个问题：一是窃听手段简单；二是窃听者无法被察 密通信对光纤的衰减和中继距离提出的较高要求，综合以上两项
觉。虽然可通过软件加密，如1977年由Rivest, Shamir和Adelman 要求，拥有纯硅纤芯产生的超低损耗和独特设计的大有效面积的
三人发明的RSA公钥加密算法，该法是基于一个简单的数论原理: G.654.E单模光纤仍会成为量子保密通信中的首选的光纤类别。
将两个大质数相乘十分容易，但要对其乘积进行因式分解却极其
困难，因而可将其乘积公开作为加密密钥。但随着超级计算机 参考文献：略

中国移动联合中兴通讯、清研讯科共同完成业界首个 5G+UWB 多维高精度定位商用验证

近日，中国移动研究院、中国移动上海产业研究院、中国移动云南公司和中兴通讯、清研讯科共同完成了业界首个5G+UWB多维高精
度定位方案的商用验证。
本方案将UWB定位基站与5G基站融合部署，充分复用5G基站的供电资源、传输资源；同时结合MEC边缘计算、大数据等领先技术，将
定位软件部署在本地服务器，呈现了基于位置的电子围栏、突发情况报警等高精度定位服务。
该方案不仅可实现室内亚米级高精度定位，其即插即用的部署方式可大幅降低工程施工和改造成本，并可实现垂直行业多网合一的
需求，助力各行各业的数字化转型。
5G垂直行业应用正在加速传统行业的数字化转型，而大部分的垂直行业场景都发生在室内，5G室内定位服务的需求也日益强烈。本
次验证是基于中国移动第二期5G专网技术试验完成，由中国移动联合中兴通讯、清研讯科共同部署了业界首张5G+UWB网络。
本次验证采用屏幕型、腕带型、工牌型等定位标签，搭载定位引擎软件系统，针对现场典型区域进行了二维、一维、零维定位效果
测试，定位标签识别率100%，定位精度可小于0.3米，动态定位轨迹连续稳定，同时进行了并发、级联、网管配置、平台基础功能和接
口等功能验证。本次验证旨在推动5G室内定位创新应用，更好的满足智慧园区、交通枢纽、工业制造、大型展馆等室内场景下的各种定
位业务需求。

32 网络电信 二零二一年十二月