关注多国加码量子互联网QKD技术成焦点

　　2020年下半年，美国、荷兰、加拿大等国家都开始加速布局量子互联网，量子互联网也成为当下世界各国量子竞争的焦点。走进量子互联网
　　量子互联网是基于量子通信技术产生和使用量子资源的新型功能网络，量子互联网不是对现有互联网的替代，是在互联网上叠加新功能的基础设施。
　　业内专家认为，量子互联网由大规模分布的量子节点和链接各个节点的量子信道组成，用于实现各类量子增强的通信、计算和计量等技术。《自然》杂志上曾发布量子技术路线图，将量子互联网的发展分为可信节点网络、准备和测量、纠缠分布网络、量子存储器网络、量子计算网络等6个阶段。
　　基于QKD（量子密钥分发）的量子保密通信网络是量子互联网的初级形态。
　　QKD是一种理论上可以提供无条件安全密钥分发的技术，也是目前最安全的密钥传输方式。QKD以量子态为信息载体，量子信道负责传输量子密钥，经典信道负责传输测量基等额外信息。
　　量子的不可分割、不可克隆定理、海森堡测不准原理是QKD技术的理论安全物理基础，借助QKD技术，通信双方可以在量子信道上生成只有彼此知道的共享随机密钥，并通过该密钥加密和解锁信息，一旦有人窃听密钥，会造成高误码率，窃听行为就会被发现，通信双方将重新生成新密钥，密钥的安全性保证了信息的安全性。
　　（QKD设备）
　　以启科量子的QKD产品（QCS-280）为例，该产品包括单发型（A型）和单收型（B型）两种型号。A型设备和B型设备配对使用，组建安全的量子密钥分发链路，为通信双方提供不可破译、不可窃听的安全量子密钥。该产品支持各类光纤通信应用场景的保密通信需求，可满足语音、数字、图像传输等多种业务对保密通信的要求，为骨干网、城域网和接入网提供高效的安全服务。2020年，＂兵贵神速＂的全球参与者
　　为了抢占未来的科技高地，全球各国都将不遗余力大力发展量子互联网。
　　美国——公布建设量子互联网的蓝图
　　7月，美国能源部公布量子互联网发展蓝图，提出要确保美国处于全球量子竞赛的前列，引领通信新时代，隶属能源部的17家国家实验室将作为美国量子互联网的骨架。该蓝图明确了美国量子互联网的4个优先方向和5个关键里程碑，计划以美国能源部下属的17个国家实验室为核心节点，十年内建成全国性量子互联网。
　　（美国量子互联网全图景）
　　日本——启动量子密码通信项目
　　7月，由日本政府牵头的＂量子密码通信＂项目正式立项，计划用5年时间创建一个由100个量子密码设备和10000个用户组成的网络。
　　该项目的参与者东芝公司，在10月份宣布，将通过利用量子密钥分发的网络安全技术，在2030年实现30亿美元的QKD收入目标。同时，东芝已与美国跨国电信集团Verizon Communications Inc.和英国跨国电信控股公司BT Group合作进行了QKD试点项目。
　　欧洲——建设泛欧量子通信网络
　　5月，欧盟＂欧洲量子技术旗舰计划＂发布《战略研究议程（SRA）》报告，未来三年将推动建设欧洲范围的量子通信网络，完善和扩展现有数字基础设施，为未来的＂量子互联网＂远景奠定基础。
　　报告还发布了短期和中长期愿景：短期（3年）目标是利用QKD协议和可信节点网络开发天基量子密码，演示可作为未来量子中继器构成模块的初级链路；中长期（6-10年）目标是利用量子中继器演示800公里以上距离的量子通信，演示至少20个量子比特的量子网络节点，演示利用卫星链路产生纠缠等；长期目标是实现量子互联网。
　　11月底，荷兰宣布将在荷兰中西部兰斯塔德大都会区内创建一个量子网络，包括阿姆斯特丹、鹿特丹、代尔夫特、海牙和乌得勒支等城市，利用高速光纤连接建立第一个功能齐全、可编程的量子网络，并通过荷兰网络连接相距很远的不同量子处理器。
　　英国——在5G网络中使用量子密钥分发技术
　　11月，英国电信计划英国电信与量子技术初创公司、研究机构和教育机构共同合作，希望在5G和联网汽车安全通信开发方面实现飞跃，使用量子密钥分发（QKD）技术构建安全网络，并称此举是一项＂世界首创＂的端到端量子安全通信试验的一部分。该试验获得了由英国研究与创新（UKRI）资助机构提供的770万英镑资助，为期36个月。
　　加拿大——部署首个量子互联网
　　Xanadu公司与加拿大初创企业孵化器及创造性破坏实验室合作，创建加拿大第一个量子网络——CQN。第一步是在多伦多创建一个三节点网络，三个节点分别位于Xanadu、MaRS和CDL，通过光缆连接，预计到2021年投入使用。
　　俄罗斯——打造量子互联网平台
　　4月，俄罗斯宣布，将利用俄罗斯铁路公司的基础设施打造量子互联网平台，该平台将由圣彼得堡国立信息技术、机械与光学研究大学与俄罗斯风险投资公司合作打造，并于2021年启动。据悉，该项目将耗资3亿卢布（约合410万美元），金融机构、国家集团、生产企业和基础设施可能成为首批用户。我国早已启动相关研究
　　从现阶段各国的量子互联网发展程度来看，中国在量子保密通信网的建设上走在世界前列，在试点应用数量和网络建设规模方面全球领先，目前我国已建成＂一主多地＂的量子通信政务广域网，并在北京、武汉、济南等地建成了城域量子通信网络，更多的城市正在启动本地量子保密通信城域网规划。
　　我国的QKD技术，在基础技术水平、工程技术成熟度目前处于国际引领地位，随着 QKD 组网技术成熟，终端设备趋于小型化、移动化，QKD 还将扩展到电信网、企业网、个人与家庭、云存储等应用领域。
　　今年10月，我国领导人在＂量子科技研究和应用前景＂学习中提到，量子科技成为新一轮科技革命和产业变革的前沿领域，要充分认识推动量子科技发展的重要性和紧迫性，加强量子科技发展战略谋划和系统布局，把握大趋势，下好先手棋。未来，在政策的支持下，在各大企业、高校、科研机构的研发下，我国的量子互联网建设将不断突破，抢占量子国际竞争制高点。
　　几十年前诞生的互联网，正改变着人们的工作和生活方式，蓄势待发的量子互联网又将为我们带来什么？