1月7日，中國科學技術大學官宣：中國科研團隊成功實現了跨越4600公里的星地量子密鑰分發，標志著我國已構建出天地一體化廣域量子通信網雛形。相關成果在國際學術期刊《自然》雜志上發表。
圖為中國研究團隊在《Nature》（《自然》）雜志上發表的 “跨越4600公里的天地一體化量子通信網絡”論文截圖。（圖片來源：《自然》雜志官網）
量子通信是量子科技三大方向之一，星地量子通信網的建成，為未來實現覆蓋全球的量子保密通信網絡打下了科學與技術基礎?！蹲匀弧冯s志審稿人評價，這是地球上最大、最先進的量子密鑰分發網絡，是量子通信“巨大的工程性成就”。
據了解，該項目由中國科學技術大學潘建偉及其同事陳宇翱、彭承志等與中國科學院上海技術物理研究所王建宇研究組、濟南量子技術研究院及中國有線電視網絡有限公司合作開展，在“京滬干線”與“墨子號”量子衛星串聯下，構建了世界上首個集成700多條地面光纖量子密鑰分發（QKD）鏈路和兩個星地自由空間高速QKD鏈路的廣域量子通信網絡，實現了地面跨度4600公里的星地一體的大范圍、多用戶量子密鑰分發，并進行了長達兩年多的穩定性和安全性測試、標準化研究以及政務金融電力等不同領域的應用示范。
量子密鑰分發（QKD），是利用量子通信的方式，讓通信雙方擁有共同的密鑰。由于密鑰利用量子態進行加密，任何竊聽行為都會造成量子態改變，從而暴露。這也意味著量子密鑰分發具有“無條件的安全性”。
32年前量子通信首次誕生，傳輸距離僅為32厘米。而今，實現了4600公里、地空多用戶通信的跨越，這1400多萬倍的距離擴展背后，是10年以來中國量子科技領域科研人員的不斷攻堅克難：
2011年12月，“墨子號”量子科學實驗衛星項目立項；
2016年，“墨子號”成功發射，成為全球首顆量子科學實驗衛星，在世界上首次實現衛星和地面之間的量子通信，構建了天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系；
2017年，總長超過2000公里的量子保密通信“京滬干線”正式開通，成為目前世界上最遠距離的基于可信中繼方案的量子安全密鑰分發干線；
2020年3月，刷新世界紀錄，突破了500公里量級真實環境光纖的雙場量子密鑰分發和相位匹配量子密鑰分發；9月，與奧地利合作，創造了當前世界最高水平，首次實現了高保真度的32維量子糾纏態，顯著提高了量子通信的信道容量。
對于多數人而言，量子通信依舊是個抽象感念，事實上，它已經開始走向大眾生活，正朝產業化方向發展。
“量子通信的產業化方向主要在‘保密通信’”，潘建偉表示，在傳統通信中使用量子密鑰以提升安全性，是以一種新的途徑來大幅提高現有信息系統的安全性。
去年10月，國網杭州供電公司通過應用量子通信技術，對杭州亞運會各級指揮中心和重要場館之間的傳輸通道進行加密，實現指揮體系中音視頻通話、保電系統信息傳輸的絕對安全。
圖為量子安全通話SIM卡。（圖片來源：澎湃新聞）
日前，中國電信推出的量子安全通話產品——“量子密話”在安徽成功試商用。作為國內首款將5G與量子信息技術緊密結合的移動通信產品，通過預充注密鑰的安全SIM卡，對撥打安全通話時的語音數據加密，防止語音傳送的內容泄漏。
“我在企業工作，有些商務談判是通過移動電話進行的，雖然效率高，但可能會涉及到商業秘密，‘量子密話’技術就可以為通話內容上一道‘鎖’。”安徽省合肥市市民王先生說。
有業內人士基于目前量子保密通信產品和服務在人民銀行、銀保監會、工農中建交等5大國有大型銀行、重點股份制商業銀行和城市商業銀行、及部分金融機構中的表現，看好在量子保密在銀行數據遠程災備、金融監管信息保障等方面的應用潛力。
“未來，完整的空地一體廣域量子通信網絡體系將在國防、政務、金融和能源等領域廣泛應用，并與經典通信網絡實現無縫對接，形成具有國際引領地位的戰略性新興產業和下一代國家信息安全生態系統。”中國科技大學教授陸朝陽表示。
從量子科技上升為國家戰略，到被寫入“十四五”規劃中，量子通信行業發展有望加速。據業內機構預測，到2023年，我國量子通信行業市場規模將達到805億元。（中央紀委國家監委網站 陳瑤 李蕓）