2005年，誘餌量子密鑰分發(fā)(QKD)方案被提出，該方案可以很好地應(yīng)用于實際系統(tǒng)。

2006年，中國科技大學(xué)團隊率先實現(xiàn)了100公里誘餌量子密鑰分發(fā)實驗，為量子保密通信的實用化打開了大門。后來團隊把光纖量子密鑰分發(fā)距離擴大到200公里[2]。

2008年，中國首個3節(jié)點全通量子保密電話網(wǎng)在合肥測試成功[3]，相關(guān)技術(shù)服務(wù)于2009年第60屆國慶閱兵。

02

規(guī)?；怯蛄孔油ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)建成

2009年，量子政務(wù)網(wǎng)實驗項目[4]在蕪湖啟動，全通量子通信網(wǎng)實驗項目[5]在合肥啟動，驗證了城域網(wǎng)的基本技術(shù)可行性。同年，科大國盾量子、蕪湖僑田量子等科技成果轉(zhuǎn)化公司啟動。

2011年，合肥建成全球首個大規(guī)模量子通信網(wǎng)絡(luò)——合肥城域量子保密通信實驗示范網(wǎng)[6]。同年，科技部“863計劃”量子通信領(lǐng)域首個主題項目《光纖量子保密通信綜合應(yīng)用演示網(wǎng)絡(luò)》正式立項，該項目成果之一的——濟南量子通信實驗網(wǎng)于2013年建成[7]。

03

遠距離量子保密通信干線立項

2013年，國家發(fā)改委正式批準建立世界首個——“京滬干線”技術(shù)驗證應(yīng)用示范項目，由中國科學(xué)院牽頭，中國科技大學(xué)作為項目建設(shè)主體承擔(dān)，安徽、山東支持。

“京滬干線”全長2000多公里，覆蓋四省三市32個節(jié)點。通過京滬干線，我國突破了高速量子密鑰分發(fā)、高速高效單光子探測、可信中繼傳輸、大規(guī)模量子網(wǎng)絡(luò)管控等一系列工程實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)，完成了大規(guī)模量子保密通信技術(shù)的實驗驗證。2017年9月底，“京滬干線”正式開通[8]。

04

量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”發(fā)射升空

2016年，中國科學(xué)院空間科學(xué)戰(zhàn)略試點項目、世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星墨子發(fā)射[9]。

2017年，“墨子”提前完成了三大科學(xué)實驗任務(wù)：星地雙向量子糾纏分配、星地高速量子密鑰分配、地-星量子隱形傳態(tài)[10]。9月29日，《墨子》成功了

05

量子通信國內(nèi)外標(biāo)準逐步建立

2016年，中國密碼行業(yè)標(biāo)準化技術(shù)委員會開始啟動量子密鑰分發(fā)相關(guān)標(biāo)準化研究項目[13]。

2017年，中國通信標(biāo)準化協(xié)會設(shè)立量子通信與信息技術(shù)特設(shè)任務(wù)組[14]，國內(nèi)量子信息技術(shù)方面的標(biāo)準研究和制訂工作開始加速。截止到2021年6月，特設(shè)任務(wù)組共啟動了2項國家標(biāo)準制定、12項行業(yè)標(biāo)準制定、1項團體標(biāo)準制定及25項研究報告等工作，其中3項行業(yè)標(biāo)準已由國家工信部于2021年3月到5月間正式發(fā)布[15]。

2018年，全國量子計算與測量標(biāo)準化技術(shù)委員會在山東濟南正式揭牌成立。這是國家標(biāo)準化管理委員會批復(fù)授權(quán)，山東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局籌建，濟南量子技術(shù)研究院為秘書處承擔(dān)單位的標(biāo)準化技術(shù)委員會，是國內(nèi)首個量子計算與測量標(biāo)準化組織。

同時，基于“京滬干線”等實踐成果，中國在國際量子信息相關(guān)標(biāo)準制定工作中也在發(fā)揮著主力作用。2019年，國際電信聯(lián)盟設(shè)立“面向網(wǎng)絡(luò)的量子信息技術(shù)焦點組”[16]，這是國際標(biāo)準化組織中第一個量子信息技術(shù)焦點組，由濟南量子院、國科量子、國盾量子、中國信通院、三大運營商、華為、中興、中國信科等中國團隊發(fā)起設(shè)立。

06

量子通信芯片化初現(xiàn)曙光

2019年，中國科大團隊及其合作者研制出連續(xù)變量量子密鑰分發(fā)芯片[17]，大大縮小了量子通信硬件的體積，為量子通信技術(shù)的普及提供了新思路。

2020年，中國科大團隊聯(lián)合國盾量子、中科院上海微系統(tǒng)所，共同搭建了一種新型的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)[18]，開辟了一個新的途徑來實現(xiàn)低成本、可擴展、安全的量子通信網(wǎng)絡(luò)。

07

遠距離量子密鑰分發(fā)不斷突破

2020年，中國科大團隊利用“墨子號”量子科學(xué)實驗衛(wèi)星在國際上首次實現(xiàn)千公里級基于糾纏的量子密鑰分發(fā)[19]。

2021年，中國科大團隊聯(lián)合濟南量子技術(shù)研究院基于“濟青干線”現(xiàn)場光纜，利用國盾量子硬件平臺及上海微系統(tǒng)所的超導(dǎo)探測系統(tǒng)，突破現(xiàn)場遠距離高性能單光子干涉技術(shù)，分別采用兩種技術(shù)方案實現(xiàn)500公里量級雙場量子密鑰分發(fā)，創(chuàng)下目前現(xiàn)場無中繼光纖量子密鑰分發(fā)傳輸最遠距離紀錄[20]。

08

量子互聯(lián)網(wǎng)之高維度量子隱形傳態(tài)首次實現(xiàn)

目前各國推進的基于量子密鑰分發(fā)（QKD）的量子保密通信網(wǎng)絡(luò)，是“量子互聯(lián)網(wǎng)”發(fā)展的初級階段，最終目標(biāo)是實現(xiàn)將用戶、量子計算、量子傳感等節(jié)點應(yīng)用量子隱形傳態(tài)等量子通信技術(shù)連為一體的量子網(wǎng)絡(luò)。

2019年，中國科大團隊和奧地利研究人員合作，在國際上首次成功實現(xiàn)高維度量子體系的隱形傳態(tài)[21]。這是科學(xué)家第一次在理論和實驗上把量子隱形傳態(tài)擴展到任意維度，為復(fù)雜量子系統(tǒng)的完整態(tài)傳輸以及發(fā)展高效量子網(wǎng)絡(luò)奠定了堅實的科學(xué)基礎(chǔ)。

09

量子互聯(lián)網(wǎng)之量子計算實現(xiàn)“優(yōu)越性”

在量子計算方面，2020年，中國科大團隊構(gòu)建了76個光子的量子計算原型機“九章”[22]，使得我國成功達到量子計算研究的首個里程碑——量子計算優(yōu)越性。

2021年，中國科大團隊成功研制了62比特可編程超導(dǎo)量子計算原型機“祖沖之號”[23]，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了可編程的二維量子行走，成為中國超導(dǎo)量子計算的重要里程碑。

10

規(guī)?；瘧?yīng)用啟航

自2009年量子保密通信技術(shù)服務(wù)國慶60周年閱兵后，政務(wù)、金融、電力、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域已有其示范性應(yīng)用。

2021年，《Nature》雜志刊發(fā)我國“跨越4600公里的天地一體化量子通信網(wǎng)絡(luò)”[24]成就的文章，審稿人評價稱這是量子保密通信“巨大的工程性成就”。

目前，中國電信集團和國盾量子已啟動“量子鑄盾”行動[25]，計劃為10個城市的公共安全提供“量子安全云”，為100個城市提供量子安全組網(wǎng)方案，為10000個政企客戶提供量子安全加密解決方案，為1000萬移動終端用戶提供量子安全通話服務(wù)，推動量子保密通信相關(guān)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。

參考來源：

[1] 來源：Physical Review Letters

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.94.230503

[2] 來源：CCSA 《量子保密通信技術(shù)白皮書》

[3] 來源：科技日報

http://www.stdaily.com/kjrb/kjrbbm/2021-06/23/content_1159111.shtml

[4] 來源：中國科學(xué)院

http://www.cas.cn/xw/zyxw/yw/200905/t20090519_2313726.shtml

[5] 來源：科學(xué)網(wǎng)

http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2009/9/223647.html

[6] 來源：中國科學(xué)報

http://www.cas.cn/xw/cmsm/201202/t20120221_3442898.shtml

[7] 來源：山東省科技廳

http://www.most.gov.cn/dfkj/sd/zxdt/201311/t20131107_110215.html?searchword=%E6%B5%8E%E5%8D%97%E9%87%8F%E5%AD%90%E4%BF%9D%E5%AF%86%E9%80%9A%E4%BF%A1%E8%AF%95%E9%AA%8C%E7%BD%91&prepage=10&channelid=44374&sortfield=-DOCRELTIME&strKeyWords=&itime=0

[8] 來源：新華社

http://www.xinhuanet.com/politics/2017-09/04/c_129695914.htm

[9] 來源：新華社

http://www.xinhuanet.com/world/2016-08/16/c_129231459.htm

[10] 來源：新華社

http://www.cac.gov.cn/2019-02/15/c_1124120504.htm

[11] 來源：國際在線

http://www.cas.cn/cm/201709/t20170930_4616570.shtml

[12] 來源：國家發(fā)展與改革委員會

https://www.ndrc.gov.cn/xxgk/zcfb/tz/201711/t20171127_962601.html

[13] 來源：中國信息協(xié)會量子信息分會《2020量子安全技術(shù)白皮書》

[14] 來源：中國科學(xué)院

http://www.cas.cn/sygz/201706/t20170615_4605181.shtml

[15] 來源：中國通信標(biāo)準化協(xié)會

http://www.ccsa.org.cn/webadmin/#/td-standard/standard-common?no=YD%2FT%203835.1-2021&releaseDate=2021-03-05

[16] 來源：光明網(wǎng)

https://difang.gmw.cn/sd/2019-12/09/content_33387646.htm

[17] 來源：Nature Photonics

[18] 來源：Physical Review X

https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.10.031030

[19] 來源：Nature

[20] 來源：Physical Review Letters、Nature Photonics

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.250502

[21] 來源：Nature Photonics

[22] 來源：Science

https://science.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.abe8770

[23] 來源：Science

https://science.sciencemag.org/content/early/2021/05/05/science.abg7812

[24] 來源：Nature

[25] 來源：科學(xué)網(wǎng)

http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2020/11/448206.shtm

轉(zhuǎn)載自 “中國信息協(xié)會量子信息分會” 微信公眾號

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