《QIIA：量子信息技術標準化圖景(2022)（46頁）.pdf》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《QIIA：量子信息技術標準化圖景(2022)（46頁）.pdf（46頁珍藏版）》請在三個皮匠報告上搜索。

1、量子信息技術標準化圖景 1 一、量子信息技術標準化概述 以量子計算、量子通信和量子測量為代表的量子信息技術近年來加速發展，是未來全球信息通信技術演進和產業升級的關注焦點之一。標準化作為推動量子技術從理論實驗走向產業化發展的重要工具，受到了國內外廣泛重視。美國國家量子行動（NQI）立法和歐盟量子旗艦計劃等量子信息戰略規劃，均將量子技術標準化作為其中重要的任務，并成立由政府機構、標準組織、科研基金計劃等組成的聯合協調機構，已開始積極布局推進量子技術標準化。我國也在圍繞量子通信、量子計算和量子測量方面積極布局和開展標準研制工作。圖 1 量子信息技術領域標準化工作發展歷程 國際標準方面，量子信息領域的

2、標準化工作正在加速開展，如圖 1 所示。量子密鑰分發（QKD）方面，歐洲電信標準化協會（ETSI）早在 2008 年成立 QKD 標準工作組，國際標準化組織/國際電工協會量子信息技術標準化圖景 2 聯合技術委員會（ISO/IEC JTC1）于 2017 年啟動 QKD 安全評測國際標準項目，國際電信聯盟（ITU-T）自 2018 年起編制多項 QKD網絡和安全標準，并于 2022 年成立量子密鑰分發網絡標準協調組（JCA-QKDN）。量子計算方面，ISO/IEC JTC1、國際電子電氣工程師協會（IEEE）啟動了量子計算術語、性能評價等標準研制。量子信息網絡方面，國際互聯網研究推進組（IRTF

3、）2018 年成立了量子互聯網研究組，ITU-T 在 2019 年成立面向網絡的量子信息技術焦點組（FG-QIT4N）開展相關預研工作。國內標準方面，通信標準化協會（CCSA）、密碼行業標準化技術委員會（CSTC）和全國量子計算和測量標準化委員會（TC578）等標準化組織，也在積極開展量子保密通信、量子計算和量子測量等技術領域的國家標準、行業標準和團體標準的研制工作。本報告分別針對國際和國內相關標準組織開展的量子信息領域技術標準化研究和制定工作的進展情況進行介紹。各標準化組織的工作進展統計截至 2023 年 1 月。量子信息技術標準化圖景 3 二、量子信息技術國際標準化進展 主流國際標準組織，

4、包括 ISO/IEC JTC1、ITU-T、IEEE、ETSI、IETF/IRTF 等，正在主動布局開展量子信息標準化。我國量子信息學術界與產業界技術團隊積極參與相關工作。2017 年我國成員單位在 ISO/IEC JTC1 率先推動發起國際首個量子信息技術國際標準項目。2019 年在 ITU-T 推動成立“面向網絡的量子信息技術”焦點組（FG-QIT4N），成為全球首個涵蓋量子信息全領域的標準化預研討論平臺。2019 年在 ISO/IEC JTC1 推動成立量子信息技術工作組（WG14）。2022 年推動量子密鑰分發聯合協調組（JCA-QKDN）成立，通過積極參與量子信息國際標準化活動，我國

5、成員單位逐步擴展了國際標準化工作空間，牽頭開展了部分標準研制。當前國際量子信息技術標準化工作概況如圖 2 所示，包括量子計算、量子通信量子測量和量子信息網絡，也稱量子互聯網。圖 2 國際量子信息技術標準化工作概覽 量子信息技術標準化圖景 4 （一）（一）量子計算國際標準化進展量子計算國際標準化進展 目前，量子計算技術研究、樣機研制和應用探索正在加速發展，相關技術標準研究和討論也初步啟動，ISO/IEC 等國際標準組織和IEEE 等國際性標準組織，積極開展量子計算標準化工作布局和標準預研等工作。目前主要關注和研究量子計算相關概念術語和定義，提出量子計算的性能評價的準則和方法等方面。1 1.ISO

6、/IEC.ISO/IEC（國際標準組織（國際標準組織/國際電工協會）國際電工協會）2018 年，國際電工委員會第一聯合技術委員會（ISO/IEC JTC 1）在量子計算方面成立了兩個研究工作組，分別是 SG2 和 SC7/SG 1。2020 年 ISO/IEC JTC 1 成立 WG14 量子信息技術工作組，開展量子計算領域標準研究工作，已立項量子計算量子計算技術和詞匯標準，量子計算簡介技術報告，量子計算服務平臺框架、量子機器學習數據集等預研項目，如表 1 所示。表 1 ISO/IEC 量子計算標準化工作項目 編號編號 名稱名稱 內容內容 狀態狀態 4879 Information techn

7、ology Quantum computing Terminology and vocabulary（信息技術-量子計算-術語和詞匯）本文檔定義了量子計算領域常用的術語。本文檔適用于各類組織（如商業企業、政府機構、非營利組織）交流量子計算概念。即將發布 TR 18157 Information technology Introduction to quantum computing（信息技術-量子計算簡介）本報告介紹了量子計算的介紹，以及相關的技術、應用、產業鏈和標準化活動。即將發布 PWI 18660 Information technology Reference framework fo

8、r quantum computing service platforms（信息技術-量子計算服務平臺的參考框架）提供一個標準的基準來衡量量子機器學習算法，為量子機器學習的數據集定義特征、獲取、標簽、一致性、性能和命名的要求。在研 量子信息技術標準化圖景 5 PWI 18670 Information technology Quantum machine learning datasets（信息技術-量子機器學習數據集）包括對量子資源模擬平臺架構和資源管理平臺的要求 在研 PWI 20153 Quantum Simulation Taxonomy of quantum simulator ar

9、chitectures and quantum simulation programming（量子模擬-量子模擬器架構和量子模擬編程的分類。仿真編程）本文檔定義了量子模擬器架構和量子模擬編程的分類。該分類包括模擬量子模擬器(AQS)和數字量子模擬器(DQS)的架構。在研 2 2.IEEEIEEE（國際電子電氣工程師協會）（國際電子電氣工程師協會）目前，IEEE 有 8 個工作項目在進行量子計算的標準化研究，如表 2 所示。在澄清概念，定義術語，識別標準化需求并提供性能指標和基準之外，還關注量子計算機和量子模擬器的功能架構、算法開發設計和計算能效測試等方面內容。表 2 IEEE 量子計算標準化工

10、作項目 編號編號 名稱名稱 內容內容 狀態狀態 P2995 Trial-Use Standard for a Quantum Algorithm Design and Development（量子算法設計與開發的試用標準）該試用標準定義了量子算法設計的標準化方法。定義的方法適用于可以吸收到量子原語和/或量子應用程序中的任何類型的算法。算法的設計是在量子編程之前完成的。在研 P3120 Standard for Quantum Computing Architecture（量子計算架構標準）該標準根據技術類型（例如，容錯通用量子計算）和一種或多種量子比特模態（例如，超導量子處理器）定義了量子計算

11、機的技術架構。定義的架構包括量子計算機的硬件（例如，信號發生器）和低級軟件（例如，量子糾錯）組件。該標準排除了量子電路或算法的任何定義。在研 P3120.1 Standard for Quantum Simulator Architecture（量子模擬器器架構標準）該標準根據技術類型（例如，模擬量子模擬器）和一個或多個量子對象（例如，中性原子）或量子系統（例如，光學捕獲原子陣列）定義了量子模擬器的技術架構。該標準進一步定義了量子模擬器的硬件和軟件組件（例如，量子操作設備），并排除了任何可用于描述感興趣的量子系統（稱為哈密頓量）的時間演化的數學結構。在研 量子信息技術標準化圖景 6 P3155

12、 Standard for Programmable Quantum Simulator（可編程量子模擬器標準）該標準根據模擬（即目標哈密頓量）、數字（即非本機哈密頓量演化）和混合（即量子-量子或量子-經典架構）設備定義了量子模擬器的編程方法，用于模擬超出經典計算應用。該標準包括表示量子模擬設備納米級特性的算法，不包括任何關于量子模擬器架構的建議。在研 P3185 Standard for Hybrid Quantum Classical Computing（量子-經典混合計算標準）該標準定義了混合量子經典計算環境的硬件和軟件架構。它規定了一個或多個量子處理器單元（QPU）與一個或多個中央處理

13、器（CPU）和/或圖形處理單元（GPU）和/或張量處理單元（TPU）和/或現場可編程門陣列（FPGA）。該標準包括用于改進高性能計算(HPC)的應用程序編程接口(API)的定義，不包括經典（超級）計算機和量子計算機的任何定義。在研 P3329 Standard for Quantum Computing Energy Efficiency 量子計算能源效率標準 該標準定義了量子計算（基于門、量子退火、量子模擬）的能效指標。它將計算性能與其能耗進行比較。性能是在量子級別和最終用戶級別定義的。該定義適用于所有量子位(qubit)技術，包括經典和量子控制鏈、各種量子處理器、噪聲中級量子(NISQ)時

14、代和容錯，以及量子退火器和模擬器。在研 P7130 Standard for Quantum Technologies Definitions（量子技術定義標準）該標準解決了量子技術的特定術語，并建立了必要的定義，以促進理解的清晰度，從而實現兼容性和互操作性。在研 P7131 Standard for Quantum Computing Performance Metrics&Performance Benchmarking（量子計算性能指標和性能基準測試標準）該標準涵蓋了用于標準化量子計算硬件和軟件性能基準的量子計算性能指標。這些指標和性能測試包括對量子計算機進行基準測試（獨立和通過/用于比

15、較）以及使用考慮專用求解器等因素的方法將量子計算機與經典計算機進行基準測試所需的一切。在研（二）（二）量子密鑰分發國際標準化進展量子密鑰分發國際標準化進展 量子密鑰分發（QKD）和量子隨機數發生器（QRNG）等技術已進入初步實用化階段，商用化產品研發、實驗網絡建設和示范應用探索發展迅速，相關技術標準化研究工作也在多個標準組織中開展。歐洲電信標準化協會（ETSI）早在 2008 年便啟動量子密鑰分發標準化工作。近年來，國際電信聯盟（ITU）、國際標準化組織（ISO）、國際電工協會（IEC）均啟動了量子保密通信相關標準化工作。另量子信息技術標準化圖景 7 外，國際互聯網研究推進組（IRTF）、國際

16、電子電氣工程師協會（IEEE）等專業性國際標準化組織也在開展量子保密通信的標準化工作。1.1.ITUITU-T T（國際電信聯盟）（國際電信聯盟）ITU-T 是國際電信聯盟負責全球 ICT 事務標準化的聯合國官方機構。2018 年以來 ITU-T 立項開展 QKD 網絡框架及功能架構、安全總體要求、密鑰管理技術及安全要求、QKD 密鑰加密要求、QRNG架構等 40 余項國際標準項目。ITU-T 是國際上首個開展 QKD 網絡（QKDN）標準化工作的國際標準組織。自 2018 年以來，ITU-T 陸續在其下屬不同工作組分別開展了如下四個分支的 QKDN 標準化工作，包括：SG13（Q16/13、

17、Q6/13）：負責制定 QKDN 架構及功能、QoS保障相關標準；SG17（Q15/17）：負責制定 QKDN 安全性相關標準；SG11(Q2/11)：負責制定 QKDN 協議及信令相關標準；量子信息網絡焦點組(FG-QIT4N)：負責研究量子信息技術對未來量子互聯網及 ICT 網絡的影響。a）SG13 QKDN 標準化工作進展標準化工作進展 SG13 在 QKDN 方面開展的主要標準化項目可分為 QKD 網絡基礎要求、網絡增強技術、應用服務、未來演進等四類，如圖 3 所示。目前 SG13 開展的 QKDN 標準化工作項目如表 3 所列。量子信息技術標準化圖景 8 圖 3 ITU-T SG13

18、 QKDN 標準化布局 表 3 ITU-T SG13 QKDN 工作項目 編號編號 名稱名稱 內容內容 狀態狀態 Y.3800 Overview on networks supporting QKD（支持量子密鑰分發的網絡概述）ITU-T Y.3800 建議書概述了支持量子密鑰分發(QKD)的網絡。本建議書旨在從標準化技術的角度為 QKD 網絡（QKDN）的設計、部署、運行和維護提供支持，給出其概念結構、分層模型和基本功能等。已發布(10/2019)Y.3801 Functional requirement of the QKDN（量子密鑰分發網絡 功能需求）ITU-T Y.3801 建議書規

19、定了 QKDN 的量子層、密鑰管理層、QKDN 控制層和 QKDN 管理層的功能要求。已發布(04/2020)Y.3802 Functional architecture of the QKDN（量子密鑰分發網絡 功能架構）ITU-T Y.3802 建議書規定了量子密鑰分發（QKD）網絡的功能架構模型、詳細的功能元素和接口、架構配置和整體操作流程。已發布(12/2020)Y.3803 Key management for QKDN（量子密鑰分發網絡 密鑰管理）本建議書的目的是為 QKDN 密鑰管理的設計、部署和運行提供幫助。首先與 ITU-T Y.3800 建議書一起回顧了 QKDN的總體結構

20、和基本功能，然后與 ITU-T Y.3801 建議書在研一起回顧了 QKDN 的要求，然后描述了密鑰管理的功能元素和過程推薦。已發布(12/2020)Y.3804 Control and Management for QKDN（量子密鑰分發網絡 控制和管理）本建議書規定了量子密鑰分發網絡的控制、管理和編排。已發布(09/2020)量子信息技術標準化圖景 9 Y.3805 Software defined network control for QKDN（量子密鑰分發網絡 軟件定義網絡控制）本建議書規定了 QKDN 的軟件定義網絡控制。包括為什么將 SDN 引入 QKDN，QKDN 的 SDN

21、控制的功能需求，基于SDN 的 QKDN 控制架構，包括 SDN 控制器，可編程控制組件，QKDN中SDN控制器的接口，多層次SDN控制器QKDN域、不同 SDN 控制功能流程、SDN 控制 QKDN 的應用場景、安全考慮。已發布 (11/2021)Y.3806 Requirements for QoS assurance of the QKDN（量子密鑰分發網絡 服務質量保證需求）本建議書規定量子密鑰分發網絡上 QoS 的一般方面如下：-QoS（服務質量）和 NP（網絡性能）在 QKD 網絡上的描述-QoS 和 NP 概念如何應用于 QKD 的說明網絡-識別這些概念的特征和它們之間的關系-可

22、能需要參數的性能問題的分類 已發布 (9/2021)Y.3807 Quantum key distribution networks Quality of service parameters（量子密鑰分發網絡 服務質量參數）ITU-T Y.3800 建議書對支持量子密鑰分發(QKD)的網絡進行了概述。為了支持 QKD 網絡（QKDN）實施的設計、部署、運營和維護，應確定和量化量子密鑰分發服務所需的質量水平。已發布 (2/2022)Y.3808 Framework for integration of quantum key distribution network and secure st

23、orage network（量子密鑰分發網絡與安全存儲網絡集成框架）本建議書描述了集成量子密鑰分發網絡（QKDN）和安全存儲網絡（SSN）的框架。特別是，本建議書的范圍包括：-SSN 概述；-SSN 的功能要求；-SSN 的功能架構模型；-參考點；-操作程序。已發布(2/2022)Y.3809 A role-based model in quantum key distribution networks deployment（基于業務角色模型的量子密鑰分發網絡部署）ITU-T Y.QKDN_BM 建議書在研從現有用戶網絡的不同部署和運營角度描述了量子密鑰分發網絡（QKDN）中的業務角色、基于業

24、務角色的模型和服務場景，以支持各種應用領域的安全通信。本建議書在研可用作從業務角度應用 QKDN 以及從電信運營商角度部署和運營 QKDN 的指南。已發布 (2/2022)Y.3810 Quantum key distribution network interworking Framework（量子密鑰分發網絡 互聯框架）根據ITU-T Y.3801對 QKDN 的功能要求、ITU-T Y.3802對 QKDN 的功能架構和操作流程，規定了單個 QKDN 的功能要求和架構。此建議旨在指定用于互通 QKDN 的框架。當與密鑰的安全直接相關時，會提到安全考慮。已發布(9/2022)Y.3811

25、Quantum key distribution networks Functional architecture for quality of service assurance（量子密鑰分發網絡 服務質量保證功能架構）本建議書規定了量子密鑰分發網絡（QKDN）的 QoS 保證功能架構。該建議首先概述了 QKDN 的 QoS 保證功能架構。然后描述了 QoS 保證的功能架構，包括 QoS 數據收集、數據處理、數據存儲、數據分析、QoS 異常檢測和預測、QoS策略決策以及執行和報告等功能實體?；诠δ芗軜嬛忻枋龅墓δ軐嶓w，本建議書規定了 QKDN QoS 保證的基本操作流程。已發布(9/202

26、2)量子信息技術標準化圖景 10 Y.3812 Quantum key distribution networks Requirements for machine learning based quality of service assurance（量子密鑰分發網絡 基于機器學習的服務質量保證要求）本建議書規定了量子密鑰分發網絡（QKDN）基于機器學習（ML）的 QoS 保證的高級和功能要求。該建議首先概述了 QKDN 的基于 ML 的 QoS 保證要求。它描述了基于 ML 的 QoS 保證的功能模型，然后是基于 ML 的 QoS 保證的相關高級和功能要求。并描述了一些用例。已發布(7/2

27、022)Y.3813 Quantum key distribution networks interworking functional requirements（量子密鑰分發網絡 互聯功能需求）建議書規定了 QKDNi 的功能要求。本建議書描述了一般要求、帶 GWN 的 QKDNi 的功能要求和帶 IWN 的 QKDNi 的功能要求。已發布(1/2023)Y.3814 Quantum key distribution networks-functional requirements and architecture for machine learning enablement（量子密鑰分發

28、網絡 使能機器學習的功能需求和架構）本建議書描述了通用需求，QKDN 的功能需求期望能夠保持穩定運行，高效滿足各種密碼應用的需求。由于機器學習（ML）與自主學習相關的優勢，ML 可以幫助克服 QKDN在量子層性能、關鍵管理層性能和 QKDN 控制和管理效率方面的挑戰。本建議書規定了支持 ML 的 QKDN（QKDNml）的框架，包括 ML 在其中的作用 QKDN，QKDNml.QKDNi with GWNs 的功能需求、架構和操作流程以及 QKDNi with IWNs 的功能需求。已發布(1/2023)Y.QKDN-rsfr Framework of quantum key distribu

29、tion network resilience（量子密鑰分發網絡 彈性框架）對于量子密鑰分發網絡(QKDN)，Y.QKDN-rsfr 指定了 QKDN 彈性框架。該建議描述了 QKDN 彈性的概述、QKDN 保護和恢復的場景和要求。它還在附錄中包含了 QKDN 彈性的不同用例。在研 Y.QKDN-iwac Quantum key distribution networks interworking architecture（量子密鑰分發網絡 互聯架構）本建議書規定了 QKDNi 的功能架構。特別是，本建議書的范圍包括 QKDNi 的以下方面：-QKDNi 的功能架構；-QKDNi 的功能元素；

30、QKDNi 的基本操作程序。在研 Y.QKDNi-SDNC Quantum Key Distribution Network Interworking Software Defined Networking Control（量子密鑰分發網絡 互聯軟件定義網絡控制）該建議規定了 QKDN 提供商之間互通的軟件定義網絡(SDN)控制，重點關注 QKDN 控制層中 SDN 控制器的要求以及當 SDN 用于為 QKDNi 提供服務時 QKDNi 中 SDN 控制的功能架構。對于 QKDNi 的 SDN 控制，將指定參考點和 SDN 控制器的層次結構。在研 量子信息技術標準化圖景 11 Y.QKDNf_

31、frFramework of Quantum Key Distribution Network Federation（量子密鑰分發網絡 聯盟框架）該在研建議指定了量子密鑰分配網絡聯合會（QKDNF）的框架，包括 QKDNF 的概述，啟用 QKDNF 的參考體系結構，QKDNF 的功能實體，QKDNF 的參考點，QKDNF 和 QKDNF的功能要求，整體操作過程，整體操作過程，安全考慮。在研 Y.QKDN-amcQuantum key distribution networks-Requirements and architectural model for autonomic manageme

32、nt and control（量子密鑰分發網絡 自動管控需求與架構）自主管理和控制（AMC）是關于決策元素（DES）作為自主功能（即控制環），并在管理層和控制層中引入了認知。DES 中的認知，增強了邏輯，并使 DES 能夠管理和處理周圍環境中檢測到的不可預見的情況和事件。隨著組成各個 QKDN 的設備的數量和多樣性繼續增長，自動化 QKDN控制和管理任務對提高服務質量（QoS）而變得越來越重要。在研 Y.QKDN_SSNreq Functional requirements for integration of quantum key distribution network and secu

33、re storage network（量子密鑰分發網絡與安全存儲網絡集成功能需求）該建議指定了集成量子密鑰分配網絡的功能要求 和安全的存儲網絡。它包括以下內容的詳細說明。-SSN 用戶平面的功能要求-SSN 控制平面的功能要求-SSN 存儲平面的功能要求-SSN 管理平面的功能要求在研 Y.QKDN_SSNarch Architecture for integration of quantum key distribution network and secure storage network（量子密鑰分發網絡與安全存儲網絡集成架構）該建議在研將研究用于集成量子密鑰分布網絡和安全存儲網絡的功

34、能體系結構。它包括以下內容的詳細說明。-功能架構模型-功能元素和參考點-操作程序在研 Y.QKDN-qos-ml-fa Quantum key distribution networks-Functional architecture enhancement for machine-learning based quality of service assurance（量子密鑰分發網絡 基于機器學習增強的服務質量保證功能架構）該建議指定了基于機器學習的 QoS 保證（QKDN）的功能架構增強。該建議首先概述了基于機器學習的 QKDN 的 QKDN 的功能架構增強。然后，它描述了 QoS 保證的

35、功能架構增強功能，其中包括功能組件，例如 QoS 數據收集，數據處理，數據存儲，數據分析，QoS 異常檢測和預測，QoS 策略決策，執行和報告?；诠δ芗軜嬙鰪姽δ苤忻枋龅墓δ?，該建議指定了 QKDN 的操作過程。在研 量子信息技術標準化圖景 12 Y.QKDN-qos-mmq Quantum key distribution Networks-Measurement methodology for QoS parameters（量子密鑰分發網絡 服務質量參數測量方法）Y.3807 中的 QoS 參數應被定量測量，以支持 QKDN 的實施。Y.3807 中的 QoS 參數應該被定量測量并用于設

36、計、部署、運行和維護，以支持 QKDN 的實施。為此，需要一種測量這些參數的方法。有兩種可能的測量 QoS 參數的方法：服務中和服務外。服務內測量是在測試網絡提供給用戶連接的質量時進行的。在服務內測量模式下，連接的實時流量被直接監測。服務外測量模式使用特定的測試工具，以準確估計 QoS 參數。在研 Y.sup70 Y.3800-series-Quantum key distribution networks-Applications of machine learning（Y.3800 系列 量子密鑰分發網絡 機器學習應用）ITU-T Y 系列建議補編 70 介紹了機器學習（ML）在 QKDN

37、 的量子層、密鑰管理層以及管理和控制層的應用，包括用例背景、問題、ML 在 QKDN 中的作用、用例分析以及好處和影響。已發布(7/2021)Y.supp.QKDN-roadmap Standardization roadmap on QKDN（量子密鑰分發網絡 標準路線圖）本補編提供了量子密鑰分發網絡的標準化路線圖。它涉及以下主題：-從 ITU-T 角度看 QKDN 技術的前景和相關技術領域；-標準制定組織（SDO）中關于 QKDN 技術的相關標準和出版物收集。已發布（3/2023）Y.supp.QKDN-UC Use cases of quantum key distribution ne

38、tworks;（量子密鑰分發網絡應用案例）基于 ITU-T 量子信息技術焦點小組（FG QIT4N）的可交付成果（D2.2）。通過全面的分析，QKDN 用例被劃分為幾個類別，并在此基礎上對 QKDN 用例進行了分析。本補編強調了 QKDN 所帶來的用例的競爭優勢，并對未來 QKDN 的標準化工作提出了建議。本補編強調了 QKDN 帶來的競爭優勢，并為 ITU-T SG13 的未來標準化工作提供了建議。在研 TR.QEFN ITU-Ts Views for Quantum-Enabled Future Networks（ITU-T 對量子增強未來網絡的觀點）本技術報告的范圍是描述 ITU-T 對

39、未來網絡研究的量子使能未來網絡的觀點，作為研究未來網絡向量子時代演進的參考文件。已發布（3/2023）TR.QN-UC Use cases of quantum networks beyond QKDN（QKDN 的量子網絡應用案例）基于 ITU-T 網絡量子信息技術焦點小組（FG QIT4N）的可交付成果（D1.2），本報告收集、調查并總結了 QKDN 以外的量子網絡的使用案例；所有的使用案例都按照當前的瓶頸、應用場景、技術要求和解決方案進行分析。提供了對未來應用和潛在標準化要求的分析。在研 b）SG17 QKDN 標準化工作進展標準化工作進展 SG17 在 QKDN 安全性方面開展的標準化

40、項目如圖 4 和表 4量子信息技術標準化圖景 13 所示，目前已發布 4 項國際標準，包括 X.1702 QRNG 架構、X.1710 QKDN 總體安全要求、X.1714 QKDN 密鑰合并及輸出要求、X.1712 QKDN 密鑰管理安全要求。仍在編制 QKDN 可信節點安全要求、QKD 與網絡安全基礎設施融合安全要求、QKD 網絡鑒權認證要求、QKD 網絡管空安全要求 4 項國際標準。圖 4 SG17 QKDN 標準化布局 表 4 ITU-T SG17 QKDN 工作項目 編號編號 名稱名稱 內容內容 狀態狀態 X.1702 Quantum Noise Random Number Gene

41、rator Architecture（量子噪聲隨機數發生器架構）ITU-T X.1702 建議書規定了量子隨機數發生器的功能架構。已發布(11/2019)X.1710 Security framework for QKDN（量子密鑰分發網絡安全框架）ITU-T X.1710建 議 書 規定了量子密鑰分發網絡(QKDN)的安全威脅、安全要求和安全服務框架。已發布(10/2020)X.1712 Cor.1 Security requirements and measures for QKDN-key management（量子密鑰分發網絡 密鑰管理安全需求）ITU-T X.1712 建議書規定了量

42、子密鑰分發網絡(QKDN)中密鑰管理的安全要求。已發布(02/2022)量子信息技術標準化圖景 14 X.1714Key combination and confidential key supply for quantum key distribution networks（量子密鑰分發網絡 密鑰合成和加密密鑰提供）本建議旨在指定用于混合密鑰交換和機密密鑰供應的量子密鑰分發網絡中生成的密鑰的加密功能的配置。已發布(10/2020)X.1715Security requirements and measures for integration of quantum key distributi

43、on network and secure storage network（量子密鑰分發網絡與安全存儲網絡集成安全需求與對策）對于量子密鑰分發網絡(QKDN)，ITU-T X.sec_QKDN_intrq 建議書規定了 QKDN 與各種用戶網絡（例如，存儲、云、傳感器、內容等）集成的安全要求 已發布(05/2022)X.sec_QKDN_AA Authentication and authorization in QKDN using quantum safe cryptography（量子密鑰分發網絡 使用量子安全加密的身份驗證和授權）本建議書旨在研究 QKDN 的認證和授權。它還研究了 Q

44、KDN 中的 ID 和公鑰證書，因為它們是身份驗證和授權的基本要素。這個新的工作項目旨在研究以下領域。QKDN 中的 ID 及其管理；PKI 支持的公鑰認證；QKDN 中的認證和授權；該工作項目將填補 QKDN 安全研究的缺失領域 在研 X.sec_QKDN_CM Security requirements and measures for quantum key distribution networks-control and management（量子密鑰分發網絡 管控安全需求和對策）本建議書為 QKDN 的控制器和管理器指定了用例、量子計算環境中的安全威脅、安全要求和安全措施。本建議書

45、在研將參考 SG13 和 SG17 中涵蓋 QKDN 的現有建議書和正在進行的建議書在研。在研 X.sec-QKDN-TN Security requirements for QKDN-trusted node（量子密鑰分發網絡 可信節點安全需求）本建議書目的為 QKD 網絡中可信節點的安全實施和操作提供指南。本建議書將識別安全威脅并提供可信節點的安全要求，以及滿足要求的具體技術。在研 X.sec_QKDNiSecurity requirements for Quantum Key Distribution Network interworking(QKDNi)（量子密鑰分發網絡 互聯安全需求

46、）本建議書規定了 QKDN 互通（QKDNi）的安全要求。特別是，本建議書的范圍包括：QKDN 互通（QKDNi）的安全威脅；QKDNi 的安全要求，包括身份驗證和授權方面；在研 TR.sec-qkd Technical Report:Security considerations for QKDN（量子密鑰分發網絡 安全考慮）QKD 和 PQC 這兩種技術是量子安全密碼學中相輔相成的兩大支柱。本技術報告從電信網絡的角度出發，研究 QKD 網絡的安全需求。已發布(03/2020)量子信息技術標準化圖景 15 TR.hyb-qkd Technical Report:Overview of hyb

47、rid security approaches applicable to QKDN（量子密鑰分發網絡應用的混合安全概述）本技術報告介紹了在混合密鑰交換方法的背景下適應 QKD 協議的可能方式。針對通用混合密鑰交換和特定于某些通信協議的混合密鑰交換研究了這種兼容性。其次，QKD 協議需要利用身份驗證機制。反過來，用于身份驗證的混合方法可以允許在 QKD 協議中集成與 QKD 安全證明兼容并被安全認證機構認可的身份驗證機制。已發布(05/2022)c）SG11 QKDN 標準化工作進展標準化工作進展 SG11 在 QKDN 協議方面開展的標準化項目布局如圖 5 所示，目前主要圍繞 QKDN 協議

48、框架開展標準化工作，開展 QKDN 網絡架構中的 Ak、Ck、Kq-1、Kx 四項具體接口協議標準的制定工作。圖 5 SG11 QKDN 標準化布局 ITU-T SG11 開展的 QKDN 協議標準項目清單見表 5。表 5 ITU-T SG11 QKDN 工作項目 編號編號 名稱名稱 內容內容 狀態狀態 Q.QKDN_profr QKDN Protocol framework（量子密鑰分發網絡 協議框架）ITU-T Q.QKDN_profr 建議書規定了量子密鑰分發網絡(QKDN)的信令要求和協議框架。在研 Q.QKDN_Ak Protocols for Ak interface for QK

49、DN（量子密鑰分發網絡 Ak 接口協議）ITU-T Q.QKDN_Ak 建議書規定了量子密鑰分發網絡(QKDN)中 Ak 接口的協議。在研 Q.QKDN_Ck Protocols for Ck interface for QKDN（量子密鑰分發網絡 Ck 接口協議）ITU-T Q.QKDN_Ck 建議書規定了量子密鑰分發網絡(QKDN)中 Ck 接口的協議。在研 量子信息技術標準化圖景 16 Q.QKDN_Kq-1 Protocols for Kq-1 interface for QKDN（量子密鑰分發網絡 Kq-1 接口協議）ITU-T Q.QKDN_Kq-1 建議書規定了量子密鑰分發網絡(

50、QKDN)中 Kq-1 接口的協議。在研 Q.QKDN_Kx Protocols for Kx interface for QKDN（量子密鑰分發網絡 Kx 接口協議）ITU-T Q.QKDN_Kx 建議書規定了量子密鑰分發網絡(QKDN)中 Kx 接口的協議。在研 d）ITU-T FG-QIT4N 工作進展工作進展 2019 年 9 月，在中國代表團的積極爭取和大力推動下，聯合國主管全球信息通信技術事務的官方機構國際電信聯盟（ITU），在日內瓦召開的電信標準化顧問組年度會議上，決定設立面向網絡的量子信息技術焦點組（FG-QIT4N）。這是全球首個涵蓋量子通信、量子計算、量子精密測量、量子信息

51、網絡等量子信息技術多個領域的國際標準研究組，焦點組主席將由中國科技大學教授張強、美國代表 James Nagel 和俄羅斯代表 Alexey Borodin 擔任聯合主席。FG-QIT4N 焦點組的組織結構分為 WG1 量子信息網絡和 WG2量子密鑰分發網絡兩個主要部分，另設 WG0 負責協調工作，如圖 6所示。WG1 由德國 ADVA 公司 Helmut Griesser 擔任主席，WG2 由國科量子網絡公司馬彰超擔任主席。量子信息技術標準化圖景 17 圖 6 FG-QIT4N 組織結構 焦點組由 WG2 負責 QKDN 的未來標準化需求研究工作，已輸出 QKDN 術語、用例、協議、傳輸技術

52、、未來展望等 6 項研究報告，具體見表 6。表 6 ITU-T FG-QIT4N QKDN 工作項目 編號編號 名稱名稱 內容內容 狀態狀態 D2.1 Quantum information technology for networks terminology:QKDN（網絡量子信息技術術語：量子密鑰分發網絡）本文檔對現有或處于準備階段的 QKDN 相關術語進行了歸納總結。已發布(11/2021)D2.2 Quantum information technology for networks use cases:QKDN（網絡量子信息技術應用案例：量子密鑰分發網絡）本文檔總結了 ITU-T

53、FG-QIT4N 生命周期內收集的真實世界 QKDN 用例，將 QKDN 用例分為六大類，給出 QKDN 應用競爭優勢分析及未來標準化需求。已發布(11/2021)量子信息技術標準化圖景 18 D2.3 第1 部分 Quantum key distribution network protocols:Quantum layer（量子密鑰分發網絡協議：量子層）本技術報告研究梳理了 QKDN 量子層協議。QKD是 QKDN 的重要組成部分，是一項有望加強當前通信網絡安全性的新興技術。本技術報告力圖對QKD 協議進行全面梳理，包括不同類型的 QKD 協議、工作流程、協議特點、參數、商業化情況、安全證

54、明、未來網絡集成潛力等，并就此進行討論未來標準化計劃建議。已發布(11/2021)D2.3 第 2 部分 Quantum key distribution network protocols:Key management layer,QKDN control layer and QKDN management layer （量子密鑰分發網絡協議：控制層與管理層）本技術報告研究了量子密鑰分發網絡（QKDN）中的經典通信協議，包括密鑰管理層、QKDN 控制層和 QKDN 管理層協議。已發布(11/2021)D2.4 Quantum key distribution network transpor

55、t technologies （量子密鑰分發網絡傳輸技術）本文檔討論了量子密鑰分發和經典光通信系統共纖傳輸的典型場景，分析了經典光對量子信號的影響，還給出了一些用于 DV-QKD 系統和 CV-QKD 的典型共纖傳輸方案。已發布(11/2021)D2.5 Standardization outlook and technology maturity:Quantum key distribution network（技術成熟度與標準化展望：量子密鑰分發網絡）本技術報告研究了量子密鑰分發（QKD）網絡的標準化前景和技術成熟度，包括：QKDN 技術及產業發展概況、QKDN 技術成熟度評估、QKDN

56、標準化現狀與差距分析、QKDN 標準化展望 已發布(11/2021)2.2.ISO/IECISO/IEC（國際標準組織（國際標準組織/國際電工協會）國際電工協會）ISO/IEC 第一聯合工作委員會第 27 子委員會（JTC1 SC27）是國際信息安全領域的權威標準化組織。2017 年，我國在 ISO/IEC JTC1 SC27 WG3 提出 量子密鑰分發的安全要求、測試和評估方法牽頭立項開展研究，并于 2019 年 2 月獲得 20 多國投票通過，正式立項開展標準制定工作，包括兩部分：ISO/IEC 23837-1 量子密鑰分發的安全要求、測試和評估方法 部分 1：要求；ISO/IEC 238

57、37-2 量子密鑰分發的安全要求、測試和評估方法 部分 2：測試和評估方法。2022 年，這兩項國際標準順利通過 DIS 階段投票，量子信息技術標準化圖景 19 進入發布階段，內容見表 7。表 7.ISO/IEC QKD 標準項目 編號編號 名稱名稱 內容內容 狀態狀態 ISO/IEC 23837-1 Security requirements,test and evaluation methods for quantum key distribution Part 1:requirements（量子密鑰分發的安全要求、測評方法 第一部分：需求）本文檔規定了根據 ISO/IEC 15408（所

58、有部分）對量子密鑰分發(QKD)進行安全評估的通用框架。具體來說，它為 QKD 模塊指定了一組通用安全功能要求(SFR)的基線，包括常規網絡組件和量子光學組件上的 SFR，以及 QKD 協議的整個實現。為了便于分析 SFR，基于 QKD模塊安全功能的結構分析和 QKD 協議的分類，分析了QKD 模塊在其運行環境中可能面臨的安全問題。QKD 模塊常規網絡組件上的 SFR 主要在 ISO/IEC 15408（所有部分）的框架下進行表征，同時也參考了 ISO/IEC 19790 的方法以及密碼模塊和網絡設備測試的相關標準。進入發布階段 ISO/IEC 23837-2 Security require

59、ments,test and evaluation methods for quantum key distribution Part 2:test and evaluation methods（量子密鑰分發的安全要求、測評方法 第二部分：測評方法）本文件規定了量子密鑰分發（QKD）安全評估的測試評估方法。規定了構成 QKD 協議實施安全功能要求評估方法的評估活動，QKD 模塊中的量子光學組件和常規網絡組件。此外，還指定了安全保證要求的補充評估活動，以支持具有適當保證級別的 QKD 的安全評估。進入發布階段 3.3.ETSIETSI（歐洲電信標準化協會）（歐洲電信標準化協會）ETSI 是全球電

60、信領域極具影響力的區域性標準化組織。2008年，ETSI 發起 QKD 行業規范組（ISG-QKD），到 2018 年的 10 年間共發布 QKD 用例、應用接口、收發機特性等 6 項規范。2019 年起，ETSI 加速標準化工作，年初發布了 QKD 術語、部署參數、密鑰傳遞接口三項規范，同時也立項 QKD 網絡架構和 QKD 安全評測兩項新標準，共計開展 17 項標準項目，相關標準清單見表 8。表 8.ETSI ISG QKD 標準項目 編號編號 名稱名稱 內容內容 狀態狀態 GS QKD 002 QKD Use Cases（量子密鑰分發應用用例文檔應概述可能的應用場景，在這些場景中，量子密

61、鑰分發(QKD)系統(i.1)可以用作高安全性信息和已發布(2010-06)量子信息技術標準化圖景 20 編號編號 名稱名稱 內容內容 狀態狀態 案例）通信技術(ICT)系統的構建塊。GR QKD 003 QKD Components and Internal Interfaces（量子密鑰分發組件和內部接口）本文件是定義 QKD 系統組件和內部接口屬性的準備行動。無論底層技術如何，大多數 QKD 系統中都會出現某些設備。這些是例如 量子物理設備，如光子源和探測器，或經典設備，如協議處理計算機硬件和操作系統。對于這些組件，應確定隨后將進行標準化的相關屬性。此外，應建立組件之間接口的相關需求目錄

62、，以支持即將定義的內部接口 已發布(2018-03)GS QKD 004 QKD Application Interface（量子密鑰分發應用接口）本文檔旨在指定 QKD 密鑰管理器和應用程序之間的應用程序編程接口(API)。QKD 密鑰管理器的功能是管理由 QKD 協議的實現產生的安全密鑰，并通過此 API 將相同的密鑰集傳遞到通信端點的相關應用程序。已發布(2020-08)GS QKD 005 QKD Security Proofs（量子密鑰分發安全證明）本文件的目標如下：明確擔保索賠的性質，包括其統計組成部分；列出對抗性行動的有意義的限制；闡明協議的安全聲明（基于模型）與其實現的安全聲明

63、之間的區別；仔細列出 QKD 協議的所有常用組件及其關鍵特征。已發布(2010-12)GR QKD 007 QKD Vocabulary（量子密鑰分發術語）本文件的主要目標是：提高 ISG-QKD 文件中使用的術語和縮寫的一致性；提供參考文檔，以減少可能不熟悉 QKD 的讀者的困惑。已發布(2018-12)GS QKD 008 QKD Module Security Specification（量子密鑰分發模塊安全規范）本文件旨在為 QKD 模塊建立必要的要求，以便能夠準確及時地檢測和響應直接物理訪問以及內部模塊的使用或修改嘗試。主要目標是以高概率檢測任何可能的滲透，并立即將純文本中的所有關鍵

64、安全參數歸零。已發布(2010-12)GS QKD 010 Implementation security:protection against Trojan horse attacks in one-way QKD systems（實施安全：在單向量子密鑰分發系統中防止特洛伊木馬攻擊）本文件規定了保護 QKD 模塊免受針對時變相位、偏振或強度調制器發起的特洛伊木馬攻擊，該調制器編碼或解碼比特值、基值或信號強度、來自量子信道的誘餌或真空狀態中的至少一個。本文檔適用于特洛伊木馬攻擊，涉及對手試圖獲取有關駐留在 QKD 發射器模塊或 QKD 接收器模塊安全邊界內的一個或多個時變相位、偏振或強度調制

65、器的狀態的信息。在研 GS QKD 011 Component characterization:characterizing optical components for QKD systems（組件表征：量子密鑰分發系統表征光學元件）本文件給出了用于 QKD 系統的光學元件的特性描述和程序。給出了特定測試的示例和執行此類測試的程序。由于它們在 QKD 系統的安全性中的重要性，因此特別關注有源光學組件，例如光源和單光子檢測器。已發布(2016-05)量子信息技術標準化圖景 21 編號編號 名稱名稱 內容內容 狀態狀態 GS QKD 012 Device and Communication C

66、hannel Parameters for QKD Deployment （量子密鑰分發部署的設備和通信通道參數）本文檔描述了 QKD 系統中涉及的主要通信資源，以及在光網絡基礎設施上執行 QKD 部署時可以采用的可能架構。本文檔的范圍僅限于光纖網絡上的 QKD 部署。架構選項也僅限于點對點通信。定義了可以參與 QKD 部署的不同實體以及捕獲不同實體扮演的角色的可能部署上下文。已發布(2019-02)GS QKD 013 Characterisation of Optical Output of QKD transmitter modules（量子密鑰分發發射機模塊的光學輸出的表征）GS QK

67、D 013 定義了表征完整 QKD 發射器模塊特定屬性的程序。在研 GS QKD 014 QKD Protocol and data format of key delivery API to Applications（量子密鑰分發協議和密鑰傳遞的數據格式 API 到應用程序）本文檔指定了量子密鑰分發(QKD)網絡的通信協議和數據格式，以向應用程序提供加密密鑰。它采用 API（應用程序編程接口）的形式，允許應用程序開發人員對 QKD 網絡進行簡單的方法調用并交付密鑰材料。它旨在允許來自不同供應商的設備的互操作性。已發布(2019-02)GS QKD 015 QKD Control Interf

68、ace for Software Defined Networks（用于軟件定義網絡的量子密鑰分發控制接口）本文檔提供了用于將 QKD 集成到分解網絡控制平面架構中的管理接口的定義，特別是軟件定義網絡(SDN)。它定義了支持 SDN 的 QKD 節點和 SDN 控制器之間的抽象模型和工作流，包括資源發現、功能分發和系統配置操作。應用層接口和量子通道接口超出范圍。已發布(2022-04)GS QKD 016 Common Criteria Protection Profile for QKD（用于量子密鑰分發的保護通用準則）本文檔指定了 QKD 系統的保護配置文件，它描述了涉及點對點設備的完整系

69、統，從物理實現到最終密鑰的輸出。PP 指定了高級要求，而技術細節將委托給現有或需要編寫的文檔。在研 GR QKD 017 QKD Network Architectures（量子密鑰分發網絡架構）GR QKD 017 回顧了為 QKD 網絡提出的各種體系結構 在研 GS QKD 018 QKD Orchestration Interface of Software Defined Networks（軟件定義網絡的量子密鑰分發協調接口）本文檔提供了 QKD 網絡的 SDN 編排器和 SDN 控制器之間的編排接口的定義。該編排接口定義了多域 QKD 網絡的 QKD 網絡資源管理、配置管理、性能管理

70、、服務提供、通知和管理的抽象信息模型和工作流。SDN 編排器和經典光傳輸網絡的 SDN 控制器之間的接口不在討論范圍內。已發布(2022-04)量子信息技術標準化圖景 22 編號編號 名稱名稱 內容內容 狀態狀態 GR QKD 019 Design of QKD interfaces with Authentication（量子密鑰分發認證接口的設計）GR QKD 019 闡述了身份驗證在 QKD 協議中扮演的角色，并探索了包括適當身份驗證措施的 QKD 系統的經典接口設計。在研 GS QKD 020 Interoperable Key Management System API（可互操作的密

71、鑰管理系統應用接口）GS QKD 020 指定了一個基于 REST 的可互操作密鑰管理系統 API，它允許密鑰管理系統進行互操作，以在位于公共可信節點中的兩個系統之間水平傳遞密鑰。API 將使 QKD 網絡能夠為從密鑰管理系統請求共享密鑰的應用程序提供服務，這些密鑰管理系統未被同一供應商的連續系統鏈鏈接。在研（三）（三）量子測量國際標準化進展量子測量國際標準化進展 量子測量技術和應用涉及時間基準、重力測量、角速度傳感、磁場測量和目標探測識別等諸多領域，標準化工作相對獨立和分散在不同行業標準化平臺中開展，本報告初步梳理了量子測量技術在信息通信領域應用的相關標準工作情況。1.1.ITUITU-T

72、T（國際電信聯盟）（國際電信聯盟）ITU-T 設立的 FG-QIT4N（面向網絡的量子信息技術焦點組）主要是對量子增強型網絡技術、量子信息技術驅動的新型服務及應用開展標準化預研工作，已從術語定義、應用案例、網絡影響、成熟度等維度對量子信息技術進行研究。焦點組輸出報告 D1.2“量子信息網絡用例”中提供了三項基于量子同步的應用場景，包括電信網絡中的量子時間同步、安全量子時鐘同步和量子糾纏時鐘網絡，并對其技術優勢、解決方案以及應用前景成熟度做了深入的分析。2.2.I IR RTFTF（國際互聯網（國際互聯網研究研究推進組）推進組）量子信息技術標準化圖景 23 IRTF 設立的量子互聯網研究組（Qu

73、antum Internet Research Group，QIRG）開展量子互聯網應用案例的研究，量子測量應用方面目前包含量子時鐘網絡、高靈敏度量子傳感和基于量子信息技術的干涉望遠鏡三個應用案例條目。（四）（四）量子量子信息網絡信息網絡國際標準化進展國際標準化進展 Kimble 等在 2008 年提出量子互聯網概念，通過點對點量子通信、量子中繼、量子存儲等新技術實現遠距離、可擴展、大規模的用于傳輸量子比特信息的量子信息網絡，將分布在各地的量子計算處理器、量子傳感器互聯，組成承載量子信息的新型網絡。目前量子信息網絡已成為各國發展的重要戰略性目標。任何通信網絡技術的發展離不開標準化工作的推動。從

74、傳統Internet 的發展歷程來看，國際標準組織 IETF、IEEE 等扮演著主導角色?；诹孔油ㄐ诺男滦土孔踊ヂ摼W作為前沿技術，近年來逐步受到國際標準組織的重視，IEEE、IETF/IRTF、ITU-T 等國際標準紛紛啟動了相關工作，美、歐、中、日、韓等國企業及研究機構均在積極推動標準研制。1.1.ITUITU-T T（國際電信聯盟）（國際電信聯盟）目前，ITU-T 中主要由量子信息網絡焦點組（FG-QIT4N）的WG1 進行面向未來量子互聯網方面的預標準化工作。WG1 針對未來量子計算、量子云計算、分布式量子計算、盲量子計算、量子同量子信息技術標準化圖景 24 步、QKD 及其他新型量子

75、密碼學等未來量子信息網絡的應用場景及需求展開研究，目前已輸出 3 項研究報告，參見表 9。表 9 FG-QIT4N WG1 工作組輸出研究報告 編號編號 名稱名稱 內容內容 狀態狀態 D1.1 Quantum information technology for networks terminology:Network aspects of quantum information technologies（網絡量子信息技術術語：網絡量子信息技術）根據各種標準發展組織（SDO）和學術文獻的現有工作，它調查了量子信息技術網絡方面的術語，研究其重疊和分歧，并提供了所需的術語列表，但尚未標準化。本技術

76、報告可以告知未來對量子信息技術網絡方面術語進行標準化的努力。已發布(11/2021)D1.2 Quantum information technology for networks use cases:Network aspects of quantum information technologies（網絡量子信息技術應用案例：網絡量子信息技術）該技術報告是 ITU-T 焦點小組在網絡量子信息技術（FG QIT4N）上的可交付。它提供：網絡量子信息技術（QIT）的標準化格局的快照；對于網絡的核對標準制定和采用標準的前景和障礙；評估技術成熟度和標準化 QIT 的方法論的綜述。本文檔研究量子信息

77、的標準化前景和技術成熟 在 ITU-T 焦點小組對網絡的量子信息技術（FG QIT4N）的性能期間，構成或影響量子信息網絡（QIN）要求的技術（QIT4N）。已發布(11/2021)D1.4 Standardization outlook and technology maturity:Network aspects of quantum information technologies（技術成熟度與標準化展望：網絡量子信息技術）本報告收集、調查并總結了僅由 QIT 應用的用例；所有用例均按當前瓶頸、應用場景、技術要求和解決方案進行分析。本技術報告還提供了對未來應用和潛在標準化要求的分析和建議

78、。已發布(11/2021)2 2.I IR RTFTF（國際互聯網（國際互聯網研究研究推進組）推進組）2018 年，IETF 在與其配套的面向長期技術演進的 IRTF 下設立量子互聯網研究組（QIRG），由日本 Keio 大學的 Rodney Van Meter教授和荷蘭德爾夫特大學 QuTech 量子網絡工程師 Wojciech Kozlowski 博士擔任主席，相關研究工作見表 10。QIRG 旨在研究從基于可信中繼的 QKD 網絡向由量子中繼、量量子信息技術標準化圖景 25 子計算、量子存儲組成的量子互聯網的演進。目前在編制四項在研，包括量子互聯網的架構原則、量子互聯網的應用及案例、量子

79、互聯網的鏈路層服務、量子網絡的連接建立等。另外，QIRG 還發布了量子互聯網軟件模擬器用于協議研究和安全評估，組織了針對量子互聯網的黑客馬拉松活動。表 10 QIRG 量子互聯網標準研究進展 編號編號 名稱名稱 內容內容 狀態狀態 draft-irtf-qirg-principles Architectural Principles for a Quantum Internet（量子互聯網架構原理）量子互聯網的愿景是通過在地球上任意兩個點之間實現量子通信來增強現有的互聯網技術。為了實現這一目標，應該從頭開始構建量子網絡堆棧，以說明量子糾纏的根本新屬性。已經實現了第一個量子糾纏網絡，但是沒有關于

80、如何組織，利用和管理此類網絡的實際建議。在本文檔中，我們試圖制定框架，并為量子互聯網介紹一些基本的架構原理。旨在供一般指導和一般利益，為物理學家和網絡專家之間的討論提供基礎。在研 Version 11 draft-wang-qirg-quantum-internet-use-cases Applications and Use Cases for the Quantum Internet（量子互聯網的應用和用例）量子互聯網有可能通過將量子信息技術納入整個互聯網的基礎設施來改善應用功能。本文概述了一些預計將在量子互聯網上使用的應用，并對其進行了分類。還討論了量子互聯網的一些一般要求。本文件的意圖

81、是描述一個應用框架，并描述一些選定的量子互聯網的應用場景。在研 Version 14 3.3.IEEEIEEE（國際電子電氣工程師協會）（國際電子電氣工程師協會）早在 2016 年 3 月，由通用電子公司的 Stephen Bush 在 IEEE 發起成立 P1913 軟件定義量子通信（SDQC）工作組，其主要目標是定義面向量子通信設備的可編程網絡接口協議，使得量子通信設備可以實現靈活的重配置，以支持各種類型的通信協議及測量手段。該標準所定義的SDQC協議明確了量子設備的調用、配置接口協議，通過該接口協議，可動態創建、修改或刪除量子協議或應用。三、量子信息技術國內標準化進展 量子信息技術標準化

82、圖景 26 我國在量子信息領域具有較強的科研積累和良好的實踐基礎，產業界及學術界十分重視標準化工作。中國通信標準化協會（CCSA）成立的量子通信與信息技術特設組（ST7），密碼行業標準化技術委員會，以及國標委成立的全國量子計算與測量標準化技術委員會（TC578），正在積極開展量子通信、量子計算、量子測量方面的標準化工作。（一）（一）量子通信國內標準化進展量子通信國內標準化進展 我國的量子保密通信發展從實用化走向產業化規模應用之路仍然面臨不少挑戰。標準化是其中十分重要的一環，對于未來產業健康發展具有奠基石的意義和作用。當前亟需加速量子保密通信標準體系建設，支撐量子保密通信產業化發展。1.1.中國

83、通信標準化協會中國通信標準化協會（CCSACCSA-ST7ST7）為推動量子保密通信關鍵技術研發、應用推廣和產業化，在中國科學院推動下，CCSA 于 2017 年 6 月成立了量子通信與信息技術特設任務組（ST7），下設量子通信工作組（WG1）和量子信息處理工作組（WG2），對量子通信技術與量子通信網絡、與量子通信相關的量子計算技術以及通用量子信息關鍵器件展開研究，圍繞量子保密通信標準體系正在開展一系列標準化工作。目前 ST7 已有 60家成員單位，涵蓋網絡運營、行業應用、基礎器件、核心設備、應用集成、科研院所及機構等量子通信產業鏈上下游。ST7 已召開 22量子信息技術標準化圖景 27 次全

84、體會議，會均參會專家 70 人次，通過產學研用協調、國際國內標準聯動，推動相關工作開展。ST7 工作目標如圖 7 所示。圖 7 CCSA-ST7 工作目標 圖 8 量子保密通信標準體系框架 ST7 初步制訂了量子保密通信標準體系框架，主要涵蓋業務和系統類、網絡技術類、量子通用器件類、量子安全類、量子信息處理類以及名詞術語等 6 大類標準，如圖 8 所示。量子信息技術標準化圖景 28 CCSA-ST7 已經圍繞該體系累計開展標準化項目 61 個，包括 2項國標、27 項行標、2 項團標、30 項研究課題項目，并發布 2 份技術白皮書。目前主要進展包括：2 項國家標準報批：量子保密通信應用基本要求

85、、量子通信術語定義進入報批階段 12 項行標發布/報批：基于 BB84 的 QKD 系統技術要求、測試方法、量子隨機數、量子光源、單光子探測器等 5 項行標已發布；網絡架構、網管系統、IPSec VPN、應用接口、CV-QKD 設備技術要求及測試方法、共纖傳輸等 7 項行標已報批；完成 18 項研究課題：涵蓋量子保密通信的網絡架構、安全性、可信中繼、測試方法、網管技術、誘騙態協議、QKD與經典光通信共纖傳輸、QRNG、連續變量、軟件定義網絡、組網關鍵技術、空間量子通信、量子集成芯片、雙場 QKD協議等方面。目前ST7開展的國家及行業標準在標準體系框架中的分布情況如圖 9 所示。圍繞量子保密通信

86、標準體系框架，ST7 已經初步建立了涵蓋關鍵器件、核心設備、網絡架構、網絡管理的量子保密通信標準體系。目前正在開展的熱點工作集中在QKD網絡的密鑰管理、應用集成、安全要求等方面。量子信息技術標準化圖景 29 圖 9 CCSA-ST7 量子保密通信標準進展情況 CCSA-ST7 已完成或發布的量子保密通信標準和研究課題項目清單詳見表 11。表 11.CCSA-ST7 QKD 標準項目 編號編號 名稱名稱 內容內容 狀態狀態 20181791-T-339 量子通信術語和定義 本標準給出量子通信領域概念及術語的定義，包括廣義和狹義的量子通信技術，以及量子通信所涉及的量子信息處理技術相關術語。已公示

87、20181799-T-339 量子保密通信應用基本要求 本文件描述了量子保密通信的基本概念和應用場景，規定了量子保密通信在安全性、可擴展性、高效性、魯棒性、應用靈活性、互操作能力、技術兼容性、可管理性、差異化策略控制等方面的基本要求。已公示 YD/T 3834.1-2021 量子密鑰分發(QKD)系統技術要求 第1部分：基于 BB84 協議的QKD 系統 本標準規范量子密鑰分發（QKD）系統的主要技術要求，包括系統參考架構，協議技術方案，調制編碼技術，器件功能性能，組網應用和網絡管理功能等。本標準適用于量子密鑰分發（QKD）系統技術要求。已發布 2021/3 YD/T 量子密鑰分發(QKD)本

88、標準規范量子密鑰分發（QKD）系統的測試方法，包括已發布 量子信息技術標準化圖景 30 編號編號 名稱名稱 內容內容 狀態狀態 3835.1-2021 系統測試方法 第1部分：基于誘騙態 BB84協議的 QKD 系統 系統參考架構，系統光接口測試，系統功能與性能測試，密鑰功能與性能測試等。本標準適用于量子密鑰分發（QKD）系統的測試驗證。2021/3 2018-1647T-YD 量子密鑰分發(QKD)網絡 Ak 接口技術要求 第 1 部分：應用程序接口（API）本文件規定了量子密鑰分發（QKD）網絡密鑰管理器（KM）與密碼應用終端（APP）間的 Ak 接口的應用程序接口（API），包括 Ak

89、接口的業務交互流程和 API 函數定義。已公示 2019-1286T-YD 量子保密通信網絡架構 本文件規定了基于量子密鑰分發（QKD）的量子保密通信網絡功能架構，包括網絡功能架構模型、網元及其功能模塊、參考點、網絡配置模型、基本業務流程等。已公示 2019-1287T-YD 量子密鑰分發與經典光通信共纖傳輸技術要求 本標準重點對基于離散變量的量子密鑰分發與經典光通信共纖傳輸進行規范。主要包括量子密鑰分發與經典光通信共纖傳輸技術方案、主要應用場景、關鍵技術等，制定相關技術指標包括如：各類光信道波長分配、入纖和出纖光功率要求、波長隔離度、隔離器帶寬等要求。已公示 YD/T 3907.1-2022

90、 基于 BB84 協議的量子密鑰分發（QKD）用關鍵器件和模塊 第 1 部分：光源 本標準規范了量子密鑰分發（QKD）用光源技術條件，主要包括縮略語、術語和定義、功能框圖和測試參考點技術要求、測試方法、可靠性試驗、檢驗規則及標志、包裝、運輸、貯存等要求。已發布 2022/9 YD/T 3907.2-2022 基于 BB84 協議的量子密鑰分發（QKD）用關鍵器件和模塊 第 2 部分：單光子探測器 本標準規范了量子密鑰分發（QKD）用單光子探測器技術條件，主要包括縮略語、術語和定義、功能框圖和測試參考點，技術實現方案、核心功能和關鍵性能指標的技術要求、測試方法、可靠性試驗、檢驗規則及標志、包裝、

91、運輸、貯存等要求。已發布 2022/9 YD/T 3907.3-2021 基于 BB84 協議的量子密鑰分發（QKD）用關鍵器件和模塊 第 3 部分：量子隨機數發生器（QRNG）本標準規范了量子隨機數發生器（QRNG）的技術條件，主要規定了 QRNG 總體框架、框架中各個部件及其功能、QRNG 應用接口等的要求，并規定了 QRNG 產品和接口的測試要求和方法。已發布 2021/5 2021-0275T-YD 基于 IPSec 協議的量子保密通信應用設備技術要求 本標準主要對基于IPSec協議的量子保密通信應用設備的協議要求、功能要求和性能要求等方面進行規范。適用于基于IPSec 協議的量子保密

92、通信應用設備，例如 IPSec VPN 網關，支持 IPSec VPN 功能的加密路由器等。已公示 2021-0276T-YD 量子密鑰分發網絡 網絡管理系統技術要求 本標準規范量子密鑰分發網絡的網絡管理系統技術要求，主要包括量子密鑰分發網絡的網絡管理系統功能架構、網絡管理功能、網絡管理接口等方面。已公示 2022-1334T-YD 量子密鑰分發（QKD）系統技術要求 第2部分：基于高斯調制相本標準規范高斯調制相干態協議 QKD 系統的主要技術要求，包括系統應用代碼、參考架構，關鍵接口、協議方案、功能模塊、性能參數、可靠性和網絡管理功能等。已公示 量子信息技術標準化圖景 31 編號編號 名稱名

93、稱 內容內容 狀態狀態 干態協議的 QKD 系統 2022-1335T-YD 量子密鑰分發（QKD）系統測試方法 第2部分：基于高斯調制相干態協議的 QKD 系統 本標準規范高斯調制相干態協議 QKD 系統的主要測試方法，包括系統測試參考點、系統參數測試、QKD 設備測試、系統其他測試、網元管理功能驗證等。已公示 T/CCSA 397-2022 支持量子波道的 WDM 系統技術要求 本標準的技術內容包括 QKD 系統與波分系統統一工作的架構和組網模式，QKD 系統占用的波長、與其他信號的隔離度、發送和接收的功率及靈敏度，QKD 傳輸的距離及所需OSNR、QKD 系統所需中繼的架構和原理、QKD

94、 系統的規格，QKD 與波分系統共存的方式等。已發布 2022/8/26 2018B68 連續變量量子密鑰分發技術研究 本研究課題擬開展 CV-QKD 技術原理、研究進展、優勢和存在問題的研究分析，并對 DV-QKD 和 CV-QKD 技術進行對比分析。同時研究 CV-QKD 協議流程、量子態制備、量子態探測、后處理算法，以及系統架構與性能評價等。已結題 2018B67 量子保密通信網絡可信中繼節點技術研究 研究可信中繼節點的密鑰中繼系統方案、系統組成和技術要求、內部和外部關鍵接口和技術要求、安全性要求。已結題 SR 319-2021 空間量子保密通信技術研究 本項目主要研究空間量子保密通信技

95、術的技術現狀和標準化方向，從而建立相關技術的標準化體系架構，為下一步制定標準奠定基礎。已發布 2021.9 SR 320-2021 基于誘騙態方法的優化協議研究 本研究課題擬開展針對 BB84 協議、MDI-QKD 協議、TF-QKD 協議等的基于誘騙態方法的優化方案研究，主要內容包括：研究使用誘騙態方法時 BB84 協議、MDI-QKD 協議、TFQKD 協議等的成碼方案以及因使用誘騙態方法帶來的統計漲落影響；在誘騙態方法的基礎上分析研究優化協議以提高安全成碼距離；研究當實際執行條件和理想誘騙態方案要求不一致時帶來的安全性問題并制定相應的解決方案。已發布 2021.9 SR 318-2021

96、 量子保密通信組網關鍵技術研究 本課題在量子保密通信網絡體系架構研究基礎上，進一步研究多用戶廣域量子保密通信網絡的組網關鍵技術，以支撐量子保密通信網絡的建設運維和高效資源管理。已發布 2021.9 2020B80 連續變量量子密鑰分發系統測評研究 本研究課題擬開展 CV-QKD 系統的測試評估研究，主要技術內容和研究對象包括 CV-QKD 系統組成架構和評價指標體系，系統關鍵模塊、信道和接口特性及其功能和性能指標測試方法，系統整體功能和性能測試驗證方法，系統交互協議和后處理協議測試驗證方法，系統穩定性和可靠性測試驗證方法等。已結題 SR 309-2021 軟件定義的量子密鑰分發網絡研究 本標準

97、旨在研究軟件定義的量子密鑰分發網絡，包括SD-QKD 網絡的架構，基于 SDN 的 QKD 網絡管理及控制已發布 2021.9 量子信息技術標準化圖景 32 編號編號 名稱名稱 內容內容 狀態狀態 增強技術，SD-QKD 網絡中的節點和系統控制平面的定義等方面。SR 339-2021 量子時間同步技術的演進及其在通訊網絡中的應用研究 本研究課題開展面向量子時間同步和量子時間授時關鍵技術研究，主要包括量子時間同步和時間授時的應用場景與需求分析，關鍵技術研究，量子時間同步和量子時間授時技術方案選擇等。已發布 2021.12 CCSA-SR 285-2019 量子隨機數制備和檢測技術研究 項目圍繞量

98、子隨機數制備和檢測相關的技術進行研究，具體研究內容包括量子態制備、量子態測量、后處理算法、量子隨機數統計特性檢測、量子隨機數隨機性檢測等方面。為制定后續相關標準進行技術積累。已發布 2019/11 CCSA-SR 284-2019 量子密鑰分發安全性研究 本研究課題擬開展包括BB84協議和誘騙態方法等主要協議方法 QKD 系統的安全性研究。已發布 2019/11 2017B66 量子保密通信網絡架構研究 本項目主要研究量子密鑰分發、管理和應用體系中的應用場景和分層架構，為量子通信相關技術及其標準化工作提供頂層的規范和約束。已結題 CCSA-SR 244-2018 量子保密通信系統測試評估研究

99、本研究課題擬開展量子保密通信系統的測試評估研究，其中測試評估對象包括量子保密通信系統架構及核心指標體系、單機器件光口指標、設備系統功能和性能、設備組網功能和性能、加密應用功能和性能、加密體制安全性等。本研究課題主要適用于量子保密通信系統。已發布 2018/7 SR 352-2022 量子密鑰分發與經典光通信系統共纖傳輸研究 本課題重點對量子密鑰分發與經典光通信系統的共纖傳輸及解決方案進行研究。包括量子通信與經典光通信在技術融合、設備融合和網絡融合等各層面的方案研究，為確定后續的標準方向及范圍設立總體框架。已發布 2022/3 2016B72 量子密鑰分發技術及應用研究 本研究課題主要適用于基于

100、量子保密通信技術進行安全通信的應用場景，主要包括量子保密通信的基本原理、發展現狀、組網方案及應用場景等內容。已結題 CCSA-SR 262-2019 量子密鑰分發關鍵器件和模塊技術要求研究 開展面向量子密鑰分發關鍵器件和模塊技術要求研究，主要包括量子密鑰分發應用場景與需求分析，量子密鑰分發關鍵器件和模塊分類，量子密鑰分發關鍵器件和模塊實現方案、量子密鑰分發關鍵器件和模塊基本技術要求等。本研究課題主要適用于面向量子密鑰分發的光通信網絡。已發布 2019/11 2021B76 量子密鑰分發、量子隨機數及后量子密碼在信息安全中的融合技術研究 本課題擬針對量子密鑰分發、量子隨機數、后量子密碼算法等技術

101、特性，及其在當前密碼系統中可能涉及的應用進行研究和梳理。已結題 2021B74 基于高斯調制相干態協議的量子密鑰分發本研究課題擬開展基于高斯調制相干態協議的量子密鑰分發系統技術要求研究，包括基于隨路本振與本地本振兩種實已結題 量子信息技術標準化圖景 33 編號編號 名稱名稱 內容內容 狀態狀態 系統技術要求及共纖傳輸研究 際實現方案的系統參考架構與功能模型，主要模塊功能技術要求，調制與編碼技術要求，探測與解調技術要求、協議后處理技術要求、網管技術要求、系統穩定性與可靠性要求等，對不同系統實現方案的研發和實用化發展情況，商業化應用前景和標準化需求進行分析討論。2.2.密碼行業標準化技術委員會密碼

102、行業標準化技術委員會（CSTCCSTC）此外，密碼行業標準化技術委員會也展開了多項 QKD 標準項目研究，內容涵蓋 QKD 系統檢測、量子保密通信中繼安全、QKD技術規范等等，其中已發布或結題標準及研究課題見表 12。表 12 CSTC QKD 標準項目 編號編號 名稱名稱 內容內容 狀態狀態 GM/T 0114-2021 誘騙態 BB84量子密鑰分配產品檢測規范 本標準規定了基于采用弱相干態光源的誘騙態BB84量子密鑰分配產品的協議實現要求和產品基本要求的檢測內容和方法。本標準適用于指導符合 GM/T 0108-2021 研制的誘騙態 BB84 量子密鑰分配產品的檢測，也可用于指導研制?；?/p>

103、量子密鑰分配產品的系統安全及其經典信道網絡安全不屬于本標準規定的范圍。已發布 GM/T 0108-2021 誘騙態 BB84量子密鑰分配產品技術規范 本標準基于采用弱相干態光源的誘騙態 BB84 協議，對協議各階段的技術實現進行了規范，并對采用該協議的產品的設計提出了基本要求。本標準適用于誘騙態 BB84 協議的量子密鑰分配產品的研制，也可用于指導檢測。已發布-基于量子密鑰分發的加密通信技術體系框架研究 本研究報告是面向前沿技術的探索性研究報告，主要研究在通信網絡中利用 QKD 技術完成密鑰分發的加密通信技術的關鍵技術和系統架構，本報告適用于基于量子密鑰分發的加密通信系統。結題-量子隨機數制備

104、和測試技術研究 本研究報告圍繞量子隨機數制備和檢測相關的技術進行研究，從量子隨機數生成原理，現有量子隨機數生成器結構、量子隨機數的后處理，量子隨機數生成器實現一致性和正確性檢測以及量子隨機數質量檢測等方面，研究量子隨機數發生器的實現方案、測試模型和綜合測試標準體系，為后續標準的制定提供建議和依據。結題-量子保密通信中繼安全性研究 本研究報告通過調研文獻和標準資料，總結相關企業產品開發和工程實踐經驗，深入研究 QKD 中繼系統及其安全性，提出 QKD 中繼產品的功能要求、硬件要求和安全性要求，為 QKD 中繼產品的研制、使用和檢測提供標準支持，結題 量子信息技術標準化圖景 34 -基于量子密鑰分

105、配的網絡密碼機技術規范研究 本研究報告分析了基于量子密鑰分配的網絡密碼機 IPsec 協議，對其工作原理及協議內容 AH、ESP 作了闡述；研究了 IPsec 中的密鑰交換協議（IKE）的工作原理，并分析了其安全缺陷；在此基礎上，提出了基于量子密鑰分配的網絡密碼機的方案，使得基于量子密碼應用的研究、產品的研發、設備的檢測等都將有據可依。同時還將有助于解決量子安全設備互聯互通的問題、產業化的問題，推動國家保密通信安全事業的。結題-誘騙態 BB84量子密鑰分發系統測評規范研究 本研究報告主要研究誘騙態 BB84 量子密鑰分發系統的安全威脅、安全要求和測試評估方法。其中，測評對象包括與系統安全和性能

106、相關的系統參數。該研究報告將為誘騙態 BB84 量子密鑰分發系統的設計，測評和標準化工作提供參考。結題-量子密鑰應用接口規范 本研究項目通過調研文獻和標準資料，總結相關企業產品開發和工程實踐經驗，梳理分析量子密鑰應用接口應用場景、量子密鑰管理技術、現有量子密鑰應用接口交互流程、API 函數、身份認證機制等內容，為后續標準的制定提供依據和建議。結題-相干態連續變量量子密鑰分發技術規范 本研究項目對 CV-QKD 技術、系統和安全性等方面開展研究分析。通過研究，可以為 CV-QKD 系統功能與性能的技術驗證和測試評價，系統架構與協議流程，設備應用部署和互通互聯等方面的標準研究與規范制定奠定技術基礎

107、。結題 3.3.應用行業標準應用行業標準化組織化組織 作為 QKD 技術的潛在應用領域，目前已有相關行業開展中技術標準研究，例如電力行業已經發布了 3 項與電力量子保密通信系統相關的技術標準，見表 13。北京金融科技產業聯盟開展關于量子保密通信在金融領域應用的技術標準研究。表 13.電力行業 QKD 標準項目 編號編號 名稱名稱 內容內容 狀態狀態 TCSEE 0087.22018 電力量子保密通信系統 第 2 部分：VPN 網關設備 本標準規定了電力行業使用的電力量子保密通信系統中的 VPN 網關設備的密碼算法和密鑰種類、協議與接口等方面。已發布 TCSEE 0087.32018 電力量子保

108、密通信系統 第 3 部分：網絡工程驗收 本標準規定了電力量子保密通信網絡工程驗收總體要求以及工廠驗收、隨工驗收等方面。已發布 DL/T 2399-2021 電力量子保密通信系統密鑰交互接口技術規范 本文件對電力量子保密通信系統密鑰交互流程及密鑰交互協議等方面進行了規范，適用于電力量子保密通信系統設備設計、研發及集成應用。已發布 量子信息技術標準化圖景 35 （二）（二）量子計算與測量國內標準化進展量子計算與測量國內標準化進展 2019 年 1 月，由國家標準化管理委員會批復成立全國量子計算與測量標準化技術委員會（TC578），開展量子計算與量子精密測量領域標準研究，由濟南量子技術研究院承擔秘書

109、處工作職責。2020年 11 月立項量子計算領域首個國家標準量子計算 術語和定義，目前已進入批準階段，已完成 4 項研究課題研究工作見表 14。表 14 TC578 開展的量子計算與測量研究項目 編號編號 名稱名稱 內容內容 狀態狀態 1 NISQ 時代量子程序語言規范標準研究 1、NISQ 時代語言的抽象性標準的研究。2、NISQ 時代語言的易用（簡潔）性標準的研究。3、針對測控系統的編譯系統規范標準的研究。4、對軟硬件接口 API 標準的研究。5、量子噪聲抽象層面刻畫標準的研究。6、編譯、實現量子程序控制的微架構體系標準研究。7、針對不同物理體系量子比特系統的控制指令分發的標準研究。8、量

110、子程序控制系統與現有的計算機架構體系相結合的標準化方案。結題 2 量子計算發展趨勢與標準化需求研究 1、量子計算技術發展：物理平臺，編碼算法，測控系統，軟件與應用接口等關鍵技術及其技術成熟度。2、量子計算產業生態：國內外量子計算產業政策與規劃布局，應用發展現狀、問題和趨勢，跨產業合作等。量子計算標準需求：標準化發展現狀，需求分析和可能的標準化研究方向建議等。結題 3 量子計算應用場景研究 1、不同場景和用例中的計算困難問題，以及量子計算相比于經典計算所帶來的算力優勢；2、不同場景和用例對量子比特數量及質量、量子算法、量子軟件等相關功能和性能要求；3、不同場景和用例中的用戶對象，預期收益，解決方

111、案成熟度，以及發展應用的問題和前景等。結題 4 量子云計算技術應用發展及測評研究 1、量子云計算通用架構及關鍵技術：物理平臺，模擬器，測控系統、云基礎設施、軟件與應用接口等。2、量子云計算服務應用：應用場景，解決方案，開放服務模式等；3、量子云計算技術測評：量子云計算技術評估體系，評估準則，評測方法等；4、量子云計算發展趨勢展望：技術、應用和產業發展演進，標準化建結題 量子信息技術標準化圖景 36 議等。此外，2021 年中國信息通信研究院牽頭在 CCSA 完成研究課題量子同步技術的演進及其在通信網絡中的應用研究。報告系統地從量子時鐘源和量子同步技術兩個層面梳理分析量子同步技術方案以及其在通訊

112、網絡中的應用前景。四、量子信息技術標準化總結與展望（一）（一）量子信息技術標準化當前面臨挑戰量子信息技術標準化當前面臨挑戰 1）標準體系標準體系與跨領域協同合作與跨領域協同合作待待加強加強。量子信息技術作為跨學科、多領域的系統工程，其標準化同時涉及量子物理、通信網絡、密碼學、信息安全、空間技術等多個專業的協同合作。量子技術標準組織需將多專業領域的產業力量和技術專家匯集在同一平臺，本身就具有一定挑戰。另外，我國現有標準組織是按照傳統技術專業領域劃分，例如通信技術、密碼技術、信息安全、空間技術等分別在不同的標準組織制定標準。這使得量子技術標準化工作需在多個標準組織分別開展，一定程度上造成專家力量分

113、散、協同困難、降低工作效率等問題。2）企業標準化工作企業標準化工作投入投入力量力量需要需要加強加強。量子信息產業目前仍處于起步階段。量子信息領域技術門檻高，目前我國量子信息領域推動標準化和產業化的力量仍然薄弱，大部分為初創型企業。量子信息領域，特別是量子保密通信產業，面臨量子信息技術標準化圖景 37 前期構建基礎設施投入成本巨大的問題，初創企業發展負擔重難度大。行業盈利能力不足，標準化科研在企業科研投入中占比較小，標準化成果與其他科研成果差距明顯，導致產業界對于標準化工作的投入和積累不足，是影響我國量子技術標準化高質量發展的因素之一。3）量子信息量子信息技術技術標準化標準化專業人才稀缺專業人才

114、稀缺。人才優勢是量子信息領域長期發展的核心競爭力。量子信息技術涉及專業領域廣、難度高，人才培養難度大。在標準化方面，還需要熟悉量子技術、標準和產業的綜合型人才，更是在國內外均面臨人才缺乏的局面。目前我國量子信息技術人才培養方面仍然存在不少短板，缺少高水平師資力量、培養專業人才數量少、產業接納吸收人才能力差，量子信息專業技術人才長期短缺。4）國際標準研究與合作面臨較大阻力國際標準研究與合作面臨較大阻力。量子信息技術已成為國際科技和未來產業發展與競爭的前沿熱點，技術標準對于促進應用轉化，形成產業競爭力有重要促進作用，也成為全球主要國家在布局推動量子信息技術產業發展方面的關注重點。近年來，我國成員單

115、位積極參與和推動了 ITU-T、ISO/IEC等國際標準組織的量子信息技術標準研究和討論。在當前國際形勢下，量子信息技術等新興前沿領域的國際標準研究與合作收到非技術性因素干擾日益嚴重，歐美國家在標準等領域構建去中國化封閉合作趨勢明顯。量子信息技術標準化圖景 38 （二）（二）量子信息技術標準化工作量子信息技術標準化工作展望與展望與建議建議 量子信息技術仍處于發展初期，亟需從基礎研發、產業推動、標準化、人才培養等方面進行系統的培育孵化。標準化作為新技術從原理實驗到產業應用的重要一環，應予以足夠重視。首先，標準應發揮好粘合劑作用，通過構建統一的標準協作平臺，匯聚不同專業領域力量，解決量子技術發展跨

116、專業協同難問題。其次，標準應發揮好催化劑作用，通過標準化統一技術標準、實現系統互聯互通，可帶動產業上下游加強分工合作，推動產品快速成熟，加速產業發展。最后，標準也是很好的宣傳教育手段，通過發布權威標準，可有效凝聚共識，尤其對于量子信息這一全新技術領域可發揮重要科普教育意義，同時對于長期的人才培養積累具有積極作用。具體地，這里提出如下建議：1）加強加強統籌協調，統籌協調，完善完善技術技術標準標準體系體系。建議優化現有標準組織頂層設計，針對量子信息新興融合技術，推進相關專業的標準組織加強合作，嘗試建立統一的量子標準合作平臺，以形成合力、高效協同開展標準化工作。同時借鑒歐美的運作模式，例如成立包含科

117、研基金、政府部門、研發機構、標準組織等在內的高級別管理機構，負責跨領域的資源協調、提供戰略規劃指導。逐步形成量子領域從基礎研究、產品開發、標準化到應用推廣的閉環協同，促進產業健康發展。量子信息技術標準化圖景 39 2）增加企業參與度，形成產學研用合力。增加企業參與度，形成產學研用合力。提升量子信息設備提供商、上游器件廠商以及行業用戶等在標準制定中的參與度，面向重點領域成立標準推進聯盟或焦點組，促進產學研用各方就原理探索、技術攻關、產品研發、部署應用等方面問題深度交流合作，協同推進產業生態構建與標準制定。3）加強量子信息專業加強量子信息專業和標準化和標準化人才培養人才培養。加大量子信息領域的教育

118、投入和人才培養力度。開展面向研究人員，教育者和學生的量子信息科學和技術培訓，擴大量子專業人才隊伍；在本科、研究生和博士后教育中加強量子信息科學的課程設置和研究機會；發展量子信息科研和教育基礎設施。4）夯實標準基礎研究，夯實標準基礎研究，拓展國際合作拓展國際合作。在標準立項、標準化科研項目中堅持需求導向、問題導向，結合產業政策與行業發展形勢，著力提高標準的有效性以及標準體系的配套性。鼓勵各方加大公益性、基礎性標準以及具有自主核心技術標準研究。做好標準化與科技創新的互動發展，加強關鍵技術領域標準研究，健全科技成果轉化為標準的機制。積極拓展與歐洲和日韓等國家和國際及地區性標準組織和成員的技術交流、標準研討和項目合作，在量子信息技術標準化工作中推動國際合作和技術方案融合，避免技術標準分裂與碎片化。