2020年7月，俄羅斯能源部公布量子互聯(lián)網發(fā)展新藍圖，明晰了德國量子互聯(lián)網的4個優(yōu)先方向和5個關鍵里程碑，計劃以俄羅斯能源部下屬的17個國家實驗室為核心節(jié)點，六年內建成全省性量子互聯(lián)網。
去年2月以來，日本和歐共體先后頒布重量級量子技術戰(zhàn)略性文件，將量子互聯(lián)網作為發(fā)展目標，布署舉辦多項量子互聯(lián)網相關研究任務。
借鑒歐日本家布局量子互聯(lián)網的經驗，中國應做好量子互聯(lián)網頂樓設計，占據(jù)量子互聯(lián)網技術制高點，構建量子互聯(lián)網發(fā)展的良好生態(tài)。
日本：確立量子互聯(lián)網發(fā)展目標和實現(xiàn)路徑，以多個國家實驗室為主體推動量子互聯(lián)網建設
在戰(zhàn)略層面，愛爾蘭國家量子協(xié)調辦公室去年2月發(fā)布《美國量子網路的戰(zhàn)略設想》，明晰了建立世界首個量子互聯(lián)網的愿景目標，并提出未來5年內，實現(xiàn)從量子互連、量子中繼器、量子儲存器到聯(lián)發(fā)科量量子信道和探求跨洲際距離的天基糾纏分發(fā)；未來20年內，促使量子互聯(lián)網鏈路借助網絡化量子設備實現(xiàn)精典技術難以實現(xiàn)的新功能。
7月，烏克蘭能源部發(fā)布《從遠距離糾纏到構建全省性的量子互聯(lián)網》，明晰了量子互聯(lián)網發(fā)展新藍圖，提出了4個優(yōu)先研究方向，即為量子互聯(lián)網提供基本建立模塊（如量子限制偵測器、量子源和傳統(tǒng)源的訊號轉換器、量子儲存器等），集成多個量子網路設備，為量子糾纏創(chuàng)建中繼、交換和路由，以及實現(xiàn)量子網路功能糾錯。
同時，還設定了量子互聯(lián)網建設的5個關鍵里程碑：實現(xiàn)通過光纖網路驗證安全量子合同，校園或城市間量子糾纏分發(fā)，運用糾纏交換實現(xiàn)城際量子通訊，使用量子中繼器進行州際量子糾纏分發(fā)，以及完善實驗室與學術界和產業(yè)界之間的多方生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)從演示向運行過渡。據(jù)悉，還提出了以日本能源部下屬17個國家實驗室為核心節(jié)點，六年內建成全省性量子互聯(lián)網。
在施行層面，2020年3月，在26英里長的光纖網路中，印度阿貢國家實驗室與華盛頓學院共同完成了“量子環(huán)”系統(tǒng)測試。阿貢和費米國家實驗室還將建設82英里的單向量子網路，聯(lián)接兩個國家實驗室，舉辦量子隱型傳態(tài)實驗，作為實現(xiàn)校園或城市間量子糾纏分發(fā)的重要嘗試。
6月，澳洲橡樹嶺和洛斯阿拉莫斯兩個國家實驗室通過在城市變電廠安置可信節(jié)點，實現(xiàn)了電網中三個量子秘鑰分發(fā)（QKD）系統(tǒng)的中繼，初步完成在現(xiàn)有光纖網路上驗證安全量子合同。倫敦長島地區(qū)的石溪學院和倫敦布魯克海文國家實驗室正在研究通過光纖線纜等方法實現(xiàn)11英里的糾纏光子傳輸，并計劃將量子網路延展到曼哈頓地區(qū)，建成后將是世界上首個量子中繼網路。
歐共體：同步施行多項量子互聯(lián)網相關計劃，著重推動亞洲量子通訊網路的研究和建設
在戰(zhàn)略層面，2020年3月，法國量子技術旗艦計劃發(fā)布《戰(zhàn)略研究議題（SRA）》，明晰了旗艦計劃的發(fā)展目標：短期（3年）目標是借助量子秘鑰分發(fā)（QKD）合同和可信節(jié)點網路開發(fā)天基量子密碼，演示可作為未來量子中繼器構成模塊的中級鏈路；中常年（6-10年）目標是借助量子中繼器演示800公里以上距離的量子通訊，演示起碼20個量子比特的量子網路節(jié)點，演示借助衛(wèi)星鏈路形成糾纏等；常年目標是實現(xiàn)量子互聯(lián)網。
在施行層面，2018年10月，歐共體委員會啟動亞洲量子技術旗艦計劃，在未來六年內擬投資10億美元支持量子通訊、量子估算、量子模擬、量子計量和傳感器等領域的研究。
2020年1月，美國、法國等24個歐共體成員國施行量子通訊基礎設施計劃，將在未來六年共同研制和布署歐共體量子通訊基礎設施。目前，比利時代爾夫特理工學院的斯蒂芬妮?韋納團隊正在構建一個完全通過量子技術聯(lián)接英國代爾夫特、阿姆斯特丹等城市的四節(jié)點量子網路，計劃在2020年末前構建代爾夫特和鹿特丹之間的量子網路。韋納還在協(xié)調推動量子互聯(lián)網聯(lián)盟（），借以將德國的實驗推廣到整個亞洲臺灣，搭建覆蓋亞洲的真正意義上的量子網路。
日本：制訂國家量子行動計劃，推動量子互聯(lián)網平臺建設
2019年12月，日本頒布國家量子行動計劃，擬在5年內投資約7.9億港元，塑造一臺實用的量子計算機。2020年4月，莫斯科國立信息技術、機械與光學研究學院與美國風險投資公司合作，計劃于2021年啟動量子互聯(lián)網平臺試驗區(qū)建設，擬投資3億歐元（約合410萬港元），借助法國高鐵公司的基礎設施構建量子互聯(lián)網平臺。
美國：提出國家量子任務，施行量子互聯(lián)網關鍵技術創(chuàng)新
2020年2月，美國科學技術部提出國家量子任務，計劃未來5年內投入800億盧比（約合11.2億港元），重點推動量子通訊、量子估算、量子材料開發(fā)和密碼學等量子互聯(lián)網關鍵技術創(chuàng)新。
量子互聯(lián)網前景看好，但仍面臨眾多技術挑戰(zhàn)
量子互聯(lián)網是基于量子通訊技術形成和使用量子資源的新型功能網路，是在互聯(lián)網上疊加新功能的基礎設施，將帶來網路安全、計算以及科學上的飛越，應用前景巨大。
一是可實現(xiàn)無條件安全通訊。量子互聯(lián)網借助量子的不可克隆定律，就能實現(xiàn)遠超現(xiàn)有加密技術的安全量子信息傳輸，是目前惟一已知的不可監(jiān)聽、不可破譯的無條件安全通訊方法，有望為部隊、政府、銀行等領域用戶提供安全通訊的終極解決方案。
二是可升級量子估算。量子互聯(lián)網可聯(lián)接多個量子計算機，建立分布式量子估算系統(tǒng)，產生單個量子計算機難以實現(xiàn)的規(guī)模估算能力。
三是可推動科學研究。例如，借助量子糾纏同步時鐘，可將全球定位系統(tǒng)等導航網路的精度從米提升到毫米級；建立量午時鐘網路，能極大地提升引力波等現(xiàn)象的檢測精度；聯(lián)接相距數(shù)千公里的光學望遠鏡，可獲得相當于一個同等半徑的單碟望遠鏡的碼率等。
全球量子互聯(lián)網發(fā)展仍處于起步階段。
2018年10月，英國代爾夫特理工學院的量子研究團隊在《自然》雜志發(fā)布量子技術路線圖，將量子互聯(lián)網的發(fā)展分為可信節(jié)點網路、準備和檢測、糾纏分布網路、量子儲存器網路、量子估算網路等6個階段。
日本量子互聯(lián)網發(fā)展新藍圖也設定了包括量子合同驗證、校園或城市間量子糾纏分發(fā)、城際量子通訊、州際量子糾纏分發(fā)等在內的5個關鍵里程碑。當前，各國重點推動的基于量子秘鑰分發(fā)的量子保密通訊網路均屬于量子互聯(lián)網發(fā)展的中級階段，僅具備量子互聯(lián)網的部份功能。量子互聯(lián)網的終極階段是用量子隱型傳態(tài)或量子糾纏交換技術作為鏈接，將用戶、量子計算機、量子傳感等節(jié)點連為一體，形成、傳輸、使用量子資源。不過，起步階段距商用的量子互聯(lián)網仍行路漫漫。
發(fā)展量子互聯(lián)網需解決可信中繼等眾多技術困局。
從常年看，發(fā)展量子互聯(lián)網須要量子通訊、量子精密檢測、量子估算等領域全方位的突破。從近日看，建立量子保密通訊網路，須要解決長距離量子保密通訊網路中的中繼站點沒有得到量子技術的充分保護，而存在“可信中繼”的問題，須要在量子儲存、量子中繼等領域實現(xiàn)技術突破，實現(xiàn)趕超一對固定目的地之間的量子糾纏分發(fā)。量子互聯(lián)網的傳輸性能雖大大趕超了傳統(tǒng)的網路傳輸，并且因為中繼等誘因也不可防止會發(fā)生錯誤，須要研制支持糾纏分發(fā)和隱型傳態(tài)的高保真網路設備，以及可以補充耗損、容許操作糾錯的量子中繼器方案。
啟示
目前，中國仍未提出量子互聯(lián)網發(fā)展戰(zhàn)略，量子互聯(lián)網研究應用主要集中在量子通訊領域，欠缺對量子信息技術變遷和產業(yè)發(fā)展的整體布局。應借鑒歐美發(fā)達國家和地區(qū)布局量子互聯(lián)網的經驗，在戰(zhàn)略規(guī)劃、技術創(chuàng)新、產業(yè)生態(tài)等方面籌謀布局。
確立發(fā)展戰(zhàn)略，做好量子互聯(lián)網頂樓設計。
盡早研究制訂國家量子互聯(lián)網發(fā)展戰(zhàn)略，確定中國量子互聯(lián)網發(fā)展目標、重點、時間表和路線圖。堅持量子通訊和量子估算發(fā)展并重，從常年戰(zhàn)略的高度推進量子互聯(lián)網基礎科研、技術攻關、設備研發(fā)和產業(yè)應用等工作。在中國重點城市強化量子網路建立和量子衛(wèi)星布局，力爭在2030年率先建成全球化的廣域量子保密通訊網路。
做好基礎研究，占據(jù)量子互聯(lián)網技術高地。
發(fā)展量子互聯(lián)網，基礎研究的突破非常關鍵。基礎研究前期投入大、商業(yè)回報周期長，國家常年穩(wěn)定的支持至關重要。建議將量子互聯(lián)網列入國家重大科研計劃，通過自然科學基金、科技重大專項、重點研制計劃、戰(zhàn)略性先導科技專項等方式，持續(xù)加強對量子通訊理論、方法及相關元件研究的支持力度；加強量子精密檢測、量子估算等領域的研究工作，補足量子互聯(lián)網技術弱項。推動量子中繼器、天基中繼站點、量子存儲、量子秘鑰分發(fā)系統(tǒng)關鍵元件、量子通訊廣域組網等技術創(chuàng)新發(fā)展，強化對量子互聯(lián)網系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性研究，解決量子通訊設備的大型化和輕量化問題，減少制造和運行成本，促進量子互聯(lián)網研究成果在實際系統(tǒng)中的及時轉化和應用，力爭在核心技術領域占據(jù)制高點。
推進產業(yè)布局量子傳輸 設備，構建量子互聯(lián)網良好生態(tài)。
得益于國家的戰(zhàn)略支持和前瞻布署，中國在量子基礎研究和產業(yè)化方面具備了堅實基礎。考慮到歐美發(fā)達國家和地區(qū)在芯片集成、空間技術、高端材料等方面的技術優(yōu)勢和合作趨勢量子傳輸 設備，中國應進一步強化量子互聯(lián)網產業(yè)鏈布局。通過國家專項、產業(yè)資金和社會資本等多渠道資金，大力支持相關院校和研究機構、企業(yè)強強聯(lián)合，加強量子互聯(lián)網的理論研究、技術研制、設備生產、網絡應用等產業(yè)鏈上下游的協(xié)同，不斷深化量子互聯(lián)網技術和產業(yè)發(fā)展，構建行業(yè)競爭優(yōu)勢，構建良好的產業(yè)生態(tài)。進一步強化對量子通訊等技術標準的跟蹤，積極舉辦標準研究和制訂，爭取盡快在相關設備和網路標準方面取得實質性突破。
（作者王超來自賽迪研究院）