2021-01-07 編輯︰康文 　　

量子科技聽起來深奧又遙遠，但其實量子科技領域的國際競爭正日趨激烈，多國都在近年啟動了量子領域的戰略計劃。在量子通信領域，中國已經處於全球領先地位，具備頂尖的科技實力和創新能力。中國一個科研團隊在1月7日就宣布，已經構建出跨越4,600公里、由地面到太空的多用戶量子通信網。這是全球首個星地量子通信網，對中國科技發展來說具有重大意義。 　　

據介紹，由中國科學技術大學潘建偉帶領的科研團隊，經過2年多的測試，在成功對接量子保密通信「京滬幹線」和量子衛星「墨子號」的基礎上，構建了全球首個、由700多條地面光纖量子密鑰分發鏈路和兩個衛星對地自由空間高速鏈路組成的廣域量子通信網絡，可以進行星地一體的大範圍、多用戶量子密鑰分發。這也標誌中國已經構建出天地一體化的量子通信網絡雛形。 　　

量子通信是指在多個通訊節點之間，利用量子密鑰分發進行安全通訊。各節點間產生的量子密鑰可以對傳統的語音、圖像等通訊數據進行加密和解密，具有「原則上無條件安全」的特性。在實際通話時，會隨機從芯片中抽取一組「認證密鑰」，這組密鑰在與後台連接和驗證後，會實時生成一組被稱為「會話密鑰」的新密鑰。由於認證和會話的密鑰分開生成，並且是一次性的，因此可以實現通話的端到端加密，保證不被破譯和竊聽。 　　量子通信網絡覆蓋了中國4個省和3個市一共32個節點，當中包括北京、濟南、合肥同上海，這4個量子城域網。整個網絡總長達到4,600公里，現時已經接入金融、電力等不同行業的150幾個用戶。

量子通信非遙不可及 加密通話正走進生活 　　

科研團隊還將相關成果發表在國際學術期刊《自然》雜誌上，並在論文中證明了廣域量子保密通信技術在實際應用中已經初步成熟。這一成果得到《自然》雜誌審稿人的高度評價，被讚賞是地球上最大、最先進的量子密鑰分發網絡，是量子通信技術的「巨大工程性成就」。經過20幾年不懈努力，中國在量子通信技術上近年來取得巨大成就，領跑全球。在2016年，中國就成功發射了衛星「墨子號」，它是全球首個量子科學實驗衛星。一年後，中國再建成世界上最遠距離的量子保密通信幹線——「京滬幹線」。這條幹線可以抵禦目前已知的所有黑客攻擊，並且可以同時支持超過12,000個用戶的密鑰分發，屬於世界頂尖水平。 　

量子時代正在走近，量子通信其實離大眾日常生活並不遠。近日，就有內地通訊運營商推出行業內首款量子安全通話產品，並在安徽成功試行商用。要使用這款量子密話產品，用戶就需要更換定制的量子安全通話sim卡，並且可以在每次通話前選擇普通通話，或者量子安全通話。

量子通信邁向實用 速率提升4760倍 ---- 星島日報

2025-02-23

中國的量子通信研究再有突破，近期研製出實用化系統，創下2.38kps／104.8km／168Hr的長距離穩定傳輸世界紀錄，較2022年同類系統的速率提升4760倍，標誌著中國的量子直接通信已經從理論構想，邁向實際應用階段。研究已發表於國際知名期刊《尖端科技》（Science Advances）。

穩定傳輸168小時

《快科技》報道，是次量子直接通信研究，由北京量子信息科學研究院與清華大學、北方工業大學合作，借助量子態實現安全通信，具有竊聽感知、阻止竊聽、相容現有網路、簡化管理流程、隱蔽傳輸等5大特性。報道指，如何利用能量極低且極易受干擾的量子態，在高雜訊、高損耗、存在竊聽風險的量子通道中實現安全可靠的通信，一直是亟待攻克的核心難題。此前的理論是採用雙向協定，通信雙方需進行量子態的往返傳輸，但導致系統損耗極大，嚴重制約了通信性能的提升。例如，北京量子院團隊曾在2022年創造了100公里的量子直接通信世界紀錄，但速率僅為0.5bps，只能傳輸字數極少的報文。如今研究團隊成功突破了高噪高損通道編碼、通道遮罩增容、高速量子態調變等系列關鍵技術，提出單向量子直接通信理論方法，利用同一組光量子態同時實現了信息的安全傳輸與金鑰協商。

報道表示，這一突破不僅成功解決了量子直接通信的技術難題，還完成了實用化通信端機的研製。研究團隊目前已在104.8km標準光纖通信實驗測試中，實現了連續168小時、速率為2.38kbps的穩定傳輸。此一系統相比於2022年的系統，速率提升了多達4760倍，極大地提升了量子直接通信的性能。