中国“量子通信”书写传奇 筹划发射新型通信卫星

是说，量子信号一旦被窃听，量子叠加态就会受到扰动，有可能"塌缩"成另一个量子态。这样一来，通信双方能立即察觉。

这个方式到底有多安全呢？中科院量子信息与量子科技前沿卓越创新中心成员、中国科学技术大学上海研究院副研究员张文卓表示，"只要因果性成立，只要信息传递不超过光速，时间不逆转，比如我们回不到过去，这个通信方式就是无条件安全的"。

当然，量子应用还有更大的前景。首先一个应用是计算机运算能力的飞跃。现在计算机的运算单位比特只有0和1这两种状态，但量子计算机中可以处在0和1的叠加状上。如果操纵的量子数目增多，它就会以指数级增长来提升计算机的运算速度。例如，如果操纵25个量子，计算机的能力就能达到现有四核计算机的水平；如果操纵50个量子，现在世界上最快的计算机——"天河二号"的计算能力就赶不上了；如果操纵100 个量子，其计算能力可能比"天河二号"还快百亿亿倍。

这么快的运算速度，将使我们的日常生活大大改变。例如在公共安全领域，量子计算可以瞬间处理监控数据库中60亿人次的脸部图片，并实时辨别出一个人的身份；在公共交通领域，量子计算能够迅速对复杂的交通状况进行分析预判，从而调度综合交通系统最大限度避免道路拥堵；在气象预测方面，量子计算能够将仪器检测数据结合模型全面预测分析，从而实现更高精准度的天气预报……

我国量子通信迈向天地组网

目前，量子保密通信技术已经从实验室演示走向产业化和实用化，正朝着高速率、远距离、网络化的方向快速发展。然而，要实际应用量子通信，主要困难是长距离传输过程中会出现信号损耗。这方面，世界上现今一个比较公认的路线图是先利用光纤在城市内构建一个网络，然后利用中继连接城市间，再通过卫星的中转实现远距离的量子通讯。

20多年来，潘建伟等中国科学家从研制量子通信网络终端设备、微光探测核心器件、网控设备等一个个产品做起，从几十公里光纤量子密钥分发转到自由空间纠缠光子分发，从实现对单光子的精确操纵到实现四光子（2003年）、五光子（2004年）、六光子（2007 年）、八光子纠缠（2012 年）……英国《自然》杂志感叹说，"这标志着中国在量子通信领域的崛起，从十年前不起眼的国家发展为现在的世界劲旅，将领先于欧洲和北美。" 正是基于这些技术积累，2013年，我国量子保密通信"京沪干线"项目获国家发展改革委批复立项。根据方案，北京、上海、合肥、济南都将分别建成城域量子通信网，一旦完成城市间线路的接通，就可以实现京沪间全长2025公里、4城市间网状8Gbps的量子保密通信。

合肥示范网46个、济南90多个节点已顺利建成并开始测试，北京、上海城域量子通信网将在今年夏天前建成，整个"京沪干线"将于今年开通。专家预计，2025—2030年，覆盖全国的量子通信网络也有望建成。另一方面，为实现高速星地量子通信并连接地面的城域量子通信网络，我国首颗量子科学实验卫星也将在今年发射。

量子科学实验卫星工程常务副总师、中科院上海分院副院长王建宇表示，卫星旨在开展卫星与地面之间绝对安全的高速量子密钥分发实验，通过高精度的捕获和跟瞄系统，建立超远距离的量子信道，并在此基础上进行广域量子通信网络的演示。这将是国际上首次星地间量子通信实验。如果实验成功，我国有望在未来发射多颗量子通信卫星，逐步建立覆盖全球的量子通信网络。

可以期待，在不久的将来，我们就可以享受量子通信一次一密、完全随机带来的巨大红利。去年10月，阿里云与中科院旗下国盾量子联合发布量子加密通信产品，这是全球首家云服务商提供量子安全传输产品落地服务。

阿里巴巴集团首席技术官王坚表示，"以前我们在科学技术发展方面总是处于追赶者位置，向世界去寻求答案，但这次，我们有机会给世界一个提问的机会。"

世界主要国家和地区量子通信战略

欧盟

于2008年发布《量子信息处理与通信战略报告》，提出了欧洲量子通信的分阶段发展目标，包括实现地面量子通信网络、星地量子通信、空地一体的千公里级量子通信网络等。2008年9月，欧盟发布了关于量子密码的商业白皮书，启动量子通信技术标准化研究，并联合了来自12个欧盟国家的41个伙伴小组成立了"基于量子密码的安全通信"工程。同年，该工程在维也纳现场演示了一个基于商业网络的包含6个节点的量子通信网络。同时，欧空局正在与来自欧洲、美洲、澳大利亚和日本的多国科学家团队合作开展空间量子实验。

美国

国防部支持的"高级研究与发展活动"计划致力于把量子通信应用拓展到卫星通信、城域以