量子信息技术是一项调控微观世界,具有重大颠覆性创新的技术,是新一轮科技革命和产业变革的前沿领域,是未来经济社会高质量发展的重要推动力和增长点。量子信息技术的发展已演变为大国间开展科技、经济等领域综合国力竞争,维护国家技术主权的战略制高点之一。
量子信息技术包含量子通信、量子计算和量子测量三大方向,具有十分广阔的应用前景。中国联通正全面开展量子信息技术在运营商网络、业务中的融合应用创新,积极投身到这场深刻变革中,全力支撑我国抢占量子产业发展制高点。为分享最新的研究成果和技术经验,我们策划了本期《量子信息技术》专题。此专题涵盖了三大方向的关键技术和产业化应用研究进展,期望为广大读者提供有价值的参考和借鉴,助力量子信息技术的飞速发展。
查看全文>聚焦量子科技给信息通信领域带来的技术突破与应用前景,系统分析量子通信、量子计算及量子精密测量三大核心技术的原理和在信息通信领域的落地路径。量子密钥分发成熟度高,是筑牢通信安全的核心手段,正突破长距离传输瓶颈;量子计算在电信基础设施优化、运营规划等场景的潜力逐步被发掘;量子精密测量在高精度时频测量、微波电磁场传感计量方面优势明显。尽管量子科技仍面临诸多技术挑战和商业化不确定性,但随着研究的深入和技术的成熟,它将提升通信安全、算力以及测量与传感能力,前景广阔。
量子计算云平台通过将量子计算资源与云计算技术结合,显著降低了量子技术的准入门槛,加速了科研与产业应用进程。系统梳理了量子计算云平台的技术架构、功能模型及实现路径,对比分析了国内外发展现状与行业应用实践,并针对当前技术瓶颈与发展挑战提出未来展望。研究表明,量子计算云平台在金融、电力、生物医药等领域展现出显著优势,但其全面推广仍需突破硬件稳定性、接口标准化及生态协同等关键问题。
密码是保障网络与信息安全的核心技术和基础支撑,是数字经济高质量发展的安全基石。然而随着量子计算的发展,传统的密码技术面临严峻挑战。当前各国高度重视量子安全技术的研究,相继发布后量子密码迁移路线图。分析了传统密码技术面临的量子威胁,给出了后量子密码技术路线,最后提出了后量子密码迁移技术发展建议,以期为量子安全技术发展提供参考。
量子精密测量是推动基础科学研究、工业技术革新与信息基础设施升级的关键技术。系统梳理量子精密测量的核心技术路线与工作原理,重点探讨其在运营商网络时间同步、光纤链路监测、无线电磁感知等场景的应用潜力与实现路径,旨在为量子精密测量技术在运营商网络中的落地应用提供理论参考。
随着网络安全威胁的日益复杂化和多样化,基于传统冯·诺依曼架构的网络安全防御系统在能效、响应延迟和动态适应性方面,面临严峻挑战。提出一种基于量子神经形态计算的实时主动防御系统,该系统融合了量子计算与神经形态的计算优势,设计了光子—量子融合加速架构,采用量子脉冲神经网络(QSNNs)实现威胁识别,并探索量子纠缠态突触设计在多节点量子网络中的抗干扰性。该系统可深度适配物联网边缘计算场景,通过轻量化节点实现终端级实时防御,其量子纠缠态突触设计还支持跨域分布式防御协同,在多云环境中实现无延迟威胁情报共享与联动响应,为网络安全防御提供创新且有效的解决方案。
首先介绍了量子密钥分发(QKD)、后量子密码(PQC)以及量子随机数发生器(QRNG)等量子通信相关技术,并介绍了在网络不同层级的量子加密专线场景的融合创新方案。最后,介绍了中国联通基于上述几种量子通信相关技术所实现的面向不同量子加密专线场景的高安全、低成本、灵活组网的软硬管道多种解决方案,形成“通密一体化”服务能力,助力量子通信产业应用落地。
首先以量子技术和量子计算机发展为背景介绍了后量子时代现有密码体系的安全性问题,然后对量子密钥分发和抗量子加密算法2种技术方案进行分析。最后提出基于目前技术现状以及未来发展趋势的后量子安全方案演进升级路线,包括量子密钥分发与抗量子加密融合、国密与抗量子算法融合等。同时针对一些典型场景进行详细的分析介绍,包括车辆网系统中身份认证和移动支付身份认证协议的后量子安全升级方案。
随着量子技术的不断进步,移动通信领域正面临着前所未有的重大安全挑战与威胁。针对移动通信的量子安全风险,提出“应用加密层+硬件安全层”双层量子安全方案。应用层采用“国密+抗量子密码(PQC)”混合架构,实现抗量子通信;硬件层通过SIM卡集成量子随机数发生器(QRNG),解决随机数质量不足与密钥存储安全问题。该方案可抵御现有及未来的量子计算攻击,核心算法攻击成本远超现有物理极限,与现有国密体系、SIM卡硬件兼容,部署成本低,为移动通信量子安全提供了可靠的技术路径。
随着中国广电/中国移动700MHz网络的规模化部署,中国电信和中国联通的5G网络深度覆盖面临巨大压力。分析了900MHz低频网5GNR升级模式,通过试点部署论证了900MHz低频网对深度覆盖能力的提升效果,同时结合5G/4G中频网络现状,提出NR900重耕建议和演进路径,为未来5G网络规划建设提供参考。
NR三载波聚合作为5G-A的关键技术之一,能够显著提升网络速率。某市联通通过升级超级上行技术和载波聚合技术,利用现网200MHz大带宽优势和未来FDD的40MHz演进趋势进行技术研究与实验,同时结合终端和基站的优化,在商用网络上实现了上行1Gbit/s和下行4Gbit/s的能力。
在三维场景仿真领域,不同仿真引擎各有利弊,对模型导入的要求也有所不同,为了使多种仿真引擎协同工作,提高协作效率,提出了一种引擎解耦方法。首先对现有三维场景仿真引擎进行介绍,分析其现状和局限性,突出引擎解耦的必要性。然后详细阐述了引擎解耦方法的实现步骤和技术细节,并将该方法应用到实际的项目中,通过实践验证该方法的有效性和实用性,提高了项目开发效率,降低了项目成本,为三维场景仿真提供了极大的便利。
基于BNC架构(宽带核心网)构建随行私网,为中小企业和家庭用户提供安全、便捷、高速的私有网络服务。从技术架构、创新点、应用场景及未来发展方向等方面对随行私网进行了深入探讨,旨在展示其在推动数字化转型中的重要作用。
首先阐述网络安全技术及域间BGP路由安全的发展现状,分析了现有防护方案(如业界BGPsec方案)的核心问题——部署难度高、对现网设备改造要求高。提出了一种轻量级域间BGP路由安全网络方案,从协议扩展设计与业务处理流程2个方面,详细阐述了方案的总体思路、技术细节、应用场景及应用价值。旨在通过该轻量级方案,降低域间BGP路由安全防护的部署复杂度与现网改造成本,为域间路由安全防护提供可行路径。
DPU是集成算力和网络芯片的一种新型算网基础设施,通过“特定芯片执行特定任务”,对CPU、GPU等现有计算单元处理低效和难以处理的任务进行卸载和加速。首先,介绍了云计算及下一代互联网融合领域面临的问题,并由此引出DPU的软硬一体化能力和潜在关键技术。其次,介绍了DPU在算网融合典型场景中的应用方向及中国联通的研究实践。最后,总结梳理了DPU在国内外标准化组织的相关研究进展,并建议持续推动DPU关键技术的研究和标准化工作。
面对海量异构、复杂动态的物联网应用场景,构建内生安全防护体系是满足其安全防护需求的必由之路。密码服务能力、终端系统级安全能力、终端安全适配能力、高效准确的威胁洞察与自动化编排处置能力、可扩展的安全服务能力是实现内生安全及其演进的基础能力。提出一种内生安全防护体系架构,该架构能够实现强身份认证、可信计算、内生系统级安全、海量设备适配和基于环境适应的安全能力适配。
对采用冷板式液冷的智算中心改造项目存在的难点进行分析。提出2种技术方案:从冷冻水侧连接液冷系统和从冷却水侧连接液冷系统,并分别从安装空间、管路布置、可靠性、交付周期、节能性、适用场景等方面对2种方案进行对比分析。冷板式液冷智算中心改造项目需根据现场安装条件、交付周期、节能要求综合选择合适的改造方式。

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