光子盒研究院出品
從今天到明天，法國和比利時陸續宣布量子網路建設計劃，所謂的量子網路，包括量子安全通訊、量子傳感器和分布式量子估算網路，其中第一步是我們熟知的量子秘鑰分發（QKD）。
目前包括中國、美國、英國和澳大利亞在內的國家已建有或開建的量子網路，現今日本和德國也加入到了這一行列。
日本和德國的量子網路
當地時間11月24日，光量子估算領導者宣布與MaRS（美國初創企業孵化器）和創造性破壞實驗室（CDL）合作創建美國量子網路（CQN）。
CQN是美國的第一個量子網路。第一步是在倫敦創建一個三節點網路，三個節點分別坐落、MaRS和CDL，通過光纜聯接，預計到2021年投入使用。CQN將為合作組織提供一個量子試驗平臺，以訪問和開發量子密碼、通信和估算方面的新型應用。
CQN的可能應用包括量子安全通訊、量子傳感器和分布式量子估算。這可能造成不可撤消的補選，安全的金融交易，以及政府、執法部門和部隊等國家安全的加大。
是光量子估算領導者，使用光量子估算的量子網路可以借助現有的基礎設施和光纖網路，提供仍未發覺的機會，同時創造出現今互聯網未能實現的隱私、安全和估算水平。而MaRS和創造性破壞實驗室，將支持企業在美國量子網路上開發新的應用程序。
據悉，MaRS首席執行官YungWu表示，CQN的創建使英國才能保留和發展量子應用的人才庫，是美國下一個大產業發展的重要基石。
在倫敦創建的三節點網路只是起點，CQN更長遠的目標是在美國全省范圍內構建一個網路。
當地時間11月25日，由德國代爾夫特理工學院（TUDelft）和國家應用科學研究院（TNO）合作的量子估算與量子互聯網研究中心宣布與KPN（聯通聯通公司）、SURF（德國教育和研究機構的合作商會）和OPNT（網通設備供應商）發起一項合作，將在澳大利亞中東部蘭斯塔德大就會區內創建一個量子網路，包括倫敦、鹿特丹、代爾夫特、海牙和烏得勒支等城市。這項工作是一個TKI（知識和創新頂尖聯盟）高科技系統與材料項目。
、KPN、SURF和OPNT四方各自貢獻各自的專業領域，目的是借助高速光纖聯接構建第一個功能齊全、可編程的量子網路。不僅按照量子理論提供安全通訊外，項目的重點是通過德國網路聯接相距很遠的不同量子處理器。
的博士后說：“我們每天都在努力找尋問題的答案，例如KPN或SURF等網路營運商怎么布署量子網路日本量子通訊，以及她們可以為用戶提供哪些樣的服務。雖然我們仍處于初期發展階段，但我們早已通過與關鍵合作伙伴的合作，建立未來的量子互聯網生態系統。隨著我們的量子網路發展成為一個成熟的量子互聯網，這個生態系統將被證明是至關重要的。”
英國的第一個目標是量子通訊網路。隨著時間的推移，量子通訊網路將朝著全球量子互聯網的方向發展，這將容許安全通訊、位置驗證、時鐘同步、使用外部量子計算機進行估算……這項工作將開發新技術、新看法和新標準，因而距離量子互聯網更近一步。
2020是量子通訊大年
2020年，俄羅斯、英國、日本等國正在推動建設量子通訊網路。
5月，烏克蘭能源部（DOE）橡樹嶺國家實驗室（ORNL）與洛斯阿拉莫斯國家實驗室（LANL）團隊合作在真實環境中成功演示量子秘鑰分發（QKD）業務。三個不同的系統可以在整個城市完成量子秘鑰的真實中繼。
2019年，ORNL、LANL和EPB公司（一家服務于查塔努加市的社區公用事業和聯通公司）第一次演示了具有不同底層硬件和軟件組件的QKD系統，顯示可以無縫地協同工作。
在去年的演示中，研究人員將她們的系統與QKD開發和制造商開發的新系統放置在查塔努加市的變電廠中。這種變電廠通過EPB公司留作測試用的光纖網路聯接上去，并用作“停泊站”，使每位系統都能將秘鑰傳給下一個系統。
隨即，法國能源部阿貢國家實驗室（）和紐約學院的科學家們在紐約近郊創建了一個52英里（83公里）的“量子支路”，完善了日本最長的陸基量子網路之一，該網路將與能源部費米實驗室聯接，構建一個80英里的三節點試驗臺。
新加坡能源部公布了一份報告，其中列舉了一個國家量子網路的發展新藍圖戰略，提出希望英國成為全球量子通訊領域的領頭羊。能源部17個國家實驗室將成為未來量子互聯網的支柱。
企業層面，澳洲聯通營運商在9月份進行了量子秘鑰分發（QKD）的試驗。她們在芝加哥特區的三個地點拍攝現場視頻，借助QKD網路實現加密。說，成功的試驗使其成為德國首批試點使用QKD的營運商之一。
也是在9月，由美國普利茅斯學院領導的一個國際研究小組在伯明翰構建了一個可擴充的城域量子網路來共享加密信息的秘鑰。這個網路才能聯接8個或更多用戶，跨越17公里的距離。
研究人員創建了一個具有中心源的網路，該中心源將糾纏光子發送到八個節點。每位節點只通過一條光纖鏈路聯接到源節點，這樣共8條鏈路遠遠多于沒有可信節點的傳統QKD所需的28條鏈路。
利茲學院的Joshi博士說，在20年內，她們的QKD可能在紐約這樣一個人口近900萬的大城市推廣。之所以須要20年，不是由于技術本身，而是由于家庭中缺乏光纖基礎設施。他說，假如光纖技術能廣泛應用于所有公民，“那么它將須要大概10年的時間。”
就在上周，美國聯通（BT）宣布將使用量子秘鑰分發（QKD）技術建立安全網路，希望在5G和聯網車輛安全通訊開發方面實現飛越。
而法國，富士通、NEC和三菱馬達等十幾家公司和研究機構正在領導一個全球量子密碼通訊網路研究項目，計劃用5年時間創建一個由100個量子密碼設備和10000個用戶組成的網路。
10月，富士通宣布將開始提供量子秘鑰分發（QKD）平臺，并在2020財年第四季度開始布署系統集成業務。該公司預計到2035財年日本量子通訊，QKD市場將下降到約200億港元，富士通將占25%的市場份額。
該公司表示，現已與日本的和德國的BTGroup進行QKD試點項目合作，而且正在與美國的另一家聯通營運商進行磋商。
實際上，日本也是量子通訊產業化的推進者，2018年SK網通完成了對量子通訊先驅IDQ的競購，去年又跟三星合作推出量子加密手機。
11月，IDQ和美國聯通媒體服務提供商SK寬帶宣布，她們已被選中來建設美國48個政府組織的通訊網路。日本將建成除中國以外世界上最大的營運QKD網路。
中國量子通訊被追上了嗎？
中國量子通訊被追上了嗎？
盡管歐美俄來勢洶洶，并且可以肯定的是，中國仍處于量子通訊的領先地位。
建設量子通訊網路，目前國際公認的路線圖是：先借助光纖在城域范圍建立一個網路，之后借助中繼聯接城市，最后通過衛星的中轉實現遠距離的量子通訊。中國早已率先走完了整個路線圖。
2016年8月，中國成功發射了世界上首顆量子科學實驗衛星“墨子號”，率先實現高速星地量子通訊，為建立天地一體化的量子保密通訊與科學實驗體系打下了基礎。除中國外，目前只有美國發射的微型量子通訊衛星-1成功演示了軌道上的量子糾纏，以及美國航天局（CSA）的任務計劃發射量子通訊衛星。
2017年9月，世界首列量子保密通訊干線——“京滬干線”正式開通。全長2000多公里，經過南京、濟南等沿線主要城市，共設有32個量子通訊節點。
2020年6月，中國科大學宣布“墨子號”衛星在國際上首次實現千公里級基于糾纏的量子秘鑰分發。這次試驗中，“墨子號”與內蒙呼和浩特南山站和山東德令哈站兩個地面站構建光鏈路，在地面超過1120公里的兩個站之間構建量子糾纏并形成秘鑰。
10月14日，廣東省“‘星地一體’環島量子保密通訊網路”項目簽約。量子保密通訊網路將為廣東自貿港政務、金融、交通、能源等領域提供高等級的安全服務。該項目還將在廣東文昌建設實用化量子衛星地面站，實現與“墨子號”的對接，因而將環島量子保密通訊網路接入到國家骨干網，實現江西和上海、上海、廣州等重要城市的跨域數據安全流通。
其實，中國的量子網路建設是快于其他國家的，并且想要仍然保持領先身位并不簡單。由于量子安全通訊只是量子互聯網的第一步，未來還將建設量子傳感器網路、量子估算網路，而在這種領域中國并沒有太多優勢。
正如日本將中國視為其量子估算領域的最大對手，中國也需提防其他國家在量子通訊領域的超越。
參考：
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