中科大上海研究院量子工程中心：京廣量子通訊幹線正在建設

8月29日，澎湃新聞記者從位於上海浦東的中科大上海研究院量子工程中心瞭解到，我國的量子通訊網路建設的步伐正在加快，目前正在研發多顆中高軌和低軌量子通訊衛星，同時連線北京和廣州的量子通訊幹線也在建設當中。

“未來我們的目標是建設成天地一體化的量子通訊網路。”中國科學技術大學教授張強表示。2016年8月16日，我國首顆量子科學實驗衛星“墨子號”發射升空。一年之後，長達2000公里的“量子保密通訊京滬幹線”通過驗收，成為我國第一條量子通訊的“高速鐵路”。中科大上海研究院量子工程中心正是“墨子號”和我國首條光纖量子保密通訊線路“京滬幹線”的總控中心。

量子通訊廣義上是指以量子態編碼資訊從一個地方傳輸到另一個地方，包含量子隱形傳態、量子糾纏交換及量子金鑰分發。狹義的量子通訊指的是量子金鑰分發——利用微觀粒子的量子態實現金鑰分發。

量子具有不可克隆、不可分割，一次一密、完全隨機的特點，一旦被竊聽必然被發現，且加密內容不可破譯，因此原理上量子通訊是一種無條件安全的通訊方式。

“地面的量子通訊網路好比高鐵，量子衛星就是飛機。目前國內已經成功發射了第一顆量子衛星‘墨子號’，地面的通訊網路京滬幹線也投入使用。我國還計劃發射很多個小衛星，北京到廣州的第二條幹線也獲得了發改委的批准。”張強說道。

據張強介紹，在天上，墨子號量子衛星已經有五個站點——新疆烏魯木齊、西藏阿里、青海格雷哈、雲南麗江和北京興隆，這些站點都可以實現與量子衛星的資訊連線。在地面上，京滬幹線上已經建成四個城市的都會網路，都會網路就相當於城市地鐵。未來還有更多的城市正在建設都會網路，建設完成後通過一定的指路機制就能加入到京滬幹線上來。

以2013年在濟南成立的都會網路為例，該網路建有56個節點，目前是世界上最大的都會網路絡，從2013年執行至今，無故障執行率達到99.7%。“僅0.3%的故障率意味著，這一量子通訊網已經可以符合現代通訊的標準。”張強介紹道。

張強稱，未來我國的目標是形成天地一體的全球化量子通訊基礎設施;同時形成完整的量子通訊產業鏈和下一代國家主權資訊保安生態系統;並且構建基於量子通訊安全保障的未來網際網路，即“量子網際網路”。

目前在量子力學的研究方向上，歐美國家更側重於量子計算，對量子通訊並沒有給予同等的重視，而我國很早就開始著手量子通訊的研究和應用。張強表示，由於起步早，在這一領域中國已經領先於美國，建立了自己的優勢。

作為中國量子通訊總控中心的所在地，上海對於量子通訊產業的發展也給予了很多的支援。據介紹，2015年1月，上海張江投資建設了上海量子通訊產業園(一期)。同年，量子工程中心還幫助陸家嘴打造了基於量子通訊的金融網路。

在產業落地方面，量子通訊網路的使用者主要覆蓋金融、軍事、網際網路、國家機關等。“現在我們的主要產業夥伴來自銀行、雲服務中心、超算中心等這些機構，因為他們的業務安全性要求高，願意花成本建立量子通訊網路。”張強表示，隨著現代社會對安全保密的需求越來越強烈，量子通訊會在更多的行業中落地。至於量子技術合何時深入百姓的日常生活，張強也坦言現在沒有定論，有待科學的進一步發展。

中科大上海研究院量子工程中心成立於2008年，主要研究領域為量子物理基礎檢驗、量子通訊、量子計算和量子模擬。中心主任為中國科學院院士潘建偉教授。中心現有多光子糾纏操縱、自由空間量子通訊、高效能單光子探測、冷原子量子模擬和量子計算、基於冷原子量子儲存的量子中繼、半導體量子點等研究方向。中心已經建立了脈衝光子糾纏、連續光子糾纏、光纖量子通訊、原子系綜實驗、量子點實驗、NMR實驗等成熟先進的電子學設計製造開發等實驗平臺，建立和發展了一整套與量子通訊研究相關的分析探測裝置和手段，量子資訊實驗研究條件具有國際先進水平。