01誘騙態量子金鑰分發走向實用

2005 年，清華大學學者提出誘騙態量子金鑰分發（QKD）方案 [1]，可很好地應用於實際系統。

2006 年，中國科大團隊率先實現 100 公里誘騙態量子金鑰分發實驗，從此打開了量子保密通訊走向實用的大門。後來，該團隊將光纖量子金鑰分發距離拓展到 200 公里 [2]。

2008 年，我國首個 3 節點全通型量子保密電話網路在合肥試驗成功 [3]，相關技術在 2009 年服務“60 週年國慶閱兵”。

02規模化城域量子通訊網路建成

2009 年，量子政務網試驗專案 [4] 在蕪湖展開、全通型量子通訊網試驗專案 [5] 在合肥展開，驗證了都會網路的基礎技術可行性。同年，科大國盾量子、蕪湖問天量子等科技成果轉化公司開始起步。

2011 年，合肥建成全球首個規模化量子通訊網路 —— 合肥城域量子保密通訊試驗示範網 [6]。同年，科技部“863 計劃”首個量子通訊領域主題專案《光纖量子保密通訊綜合應用演示網路》正式立項，該專案成果之一的組網和應用驗證實驗床 —— 濟南量子通訊試驗網 [7] 於 2013 年建成。

03遠距離量子保密通訊幹線立項

2013 年，國家發改委正式批覆立項世界首條千公里級量子保密通訊幹線 ——“京滬幹線”技術驗證及應用示範專案，由中科院統一領導，中國科大作為專案建設主體承擔。“京滬幹線”總長超過 2000 公里，覆蓋四省三市共 32 個節點，通過京滬幹線，我國突破了高速量子金鑰分發、高速高效率單光子探測、可信中繼傳輸和大規模量子網路管控等系列工程化實現的關鍵技術，完成了大尺度量子保密通訊技術試驗驗證。2017 年 9 月底，“京滬幹線”正式開通 [8]。

04量子科學實驗衛星“墨子號”發射升空

2016 年，中科院空間科學戰略性先導科技專項、世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”發射升空 [9]。

2017 年，“墨子號”提前完成原定三大科學實驗任務：星地雙向量子糾纏分發、星地高速量子金鑰分發、地星量子隱形傳態 [10] 。9 月 29 日，“墨子號”與正式開通的量子保密通訊“京滬幹線”成功對接，實現了洲際量子保密通訊，全球首個星地一體化的廣域量子通訊網路初具雛形 [11]。

2018 年，基於墨子號和“京滬幹線”的成績，國家發改委啟動了“國家廣域量子保密通訊骨幹網路建設”，列入“新一代資訊基礎設施建設工程”支援專案 [12]。

05量子通訊國內外標準逐步建立

2016 年，中國密碼行業標準化技術委員會開始啟動量子金鑰分發相關標準化

同時，基於“京滬幹線”等實踐成果，中國在國際量子資訊相關標準制定工作中也在發揮著主力作用。2019 年，國際電信聯盟設立“面向網路的量子資訊科技焦點組”[16]，這是國際標準化組織中第一個量子資訊科技焦點組，由國科量子、國盾量子、中國信通院、三大運營商、華為、中興、中國信科等中國團隊發起設立。

06量子通訊晶片化初現曙光

2019 年，中國科大團隊及其合作者研製出連續變數量子金鑰分發晶片 [17]，大大縮小了量子通訊硬體的體積，為量子通訊技術的普及提供了新思路。

2020 年，中國科大團隊聯合國盾量子、中科院上海微系統所，共同搭建了一種新型的量子金鑰分發系統 [18]，開闢了一個新的途徑來實現低成本、可擴充套件、安全的量子通訊網路。

07遠距離量子金鑰分發不斷突破

2020 年，中國科大團隊利用“墨子號”量子科學實驗衛星在國際上首次實現千公里級基於糾纏的量子金鑰分發 [19]。

2021 年，中國科大團隊聯合濟南量子技術研究院基於“濟青幹線”現場光纜，利用國盾量子硬體平臺及上海微系統所的超導探測系統，突破現場遠距離高效能單光子干涉技術，分別採用兩種技術方案實現 500 公里量級雙場量子金鑰分發，創下目前現場無中繼光纖量子金鑰分發傳輸最遠距離紀錄 [20]。

08量子網際網路之高維度量子隱形傳態首次實現

目前各國推進的基於量子金鑰分發（QKD）的量子保密通訊網路，是“量子網際網路”發展的初級階段，最終目標是實現將使用者、量子計算、量子感測等節點應用量子隱形傳態等量子通訊技術連為一體的量子網路。

2019 年，中國科大團隊和奧地利研究人員合作，在國際上首次成功實現高維度量子體系的隱形傳態 [21]。這是科學家第一次在理論和實驗上把量子隱形傳態擴充套件到任意維度，為複雜量子系統的完整態傳輸以及發展高效量子網路奠定了堅實的科學基礎。

09量子網際網路之量子計算實現“優越性”

在量子計算方面，2020 年，中國科大團隊構建了 76 個光子的量子計算原型機“九章”[22]，使得我國成功達到量子計算研究的首個里程碑 —— 量子計算優越性。

2021 年，中國科大團隊成功研製了 62 位元可程式設計超導量子計算原型機“祖沖之號”[23]，並在此基礎上實現了可程式設計的二維量子行走，成為中國超導量子計算的重要里程碑。

10規模化應用啟航

自 2009 年量子保密通訊技術服務國慶 60 週年閱兵後，政務、金融、電力、工業網際網路等領域已有其示範性應用。

2021 年，《Nature》雜誌刊發我國“跨越 4600 公里的天地一體化量子通訊網路”[24] 成就的文章，審稿人評價稱這是量子保密通訊“巨大的工程性成就”。

目前，中國電信集團和國盾量子已啟動“量子鑄盾”行動 [25]，計劃為 10 個城市的公共安全提供“量子安全雲”，為 100 個城市提供量子安全組網方案，為 10000 個政企客戶提供量子安全加密解決方案，為 1000 萬移動終端使用者提供量子安全通話服務，推動量子保密通訊相關技術產業化。

參考來源：

[1] 來源：Physical Review Letters

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.94.230503

[2] 來源：CCSA 《量子保密通訊技術白皮書》

[3] 來源：科技日報

http://www.stdaily.com/kjrb/kjrbbm/2021-06/23/content_1159111.shtml

[4] 來源：中國科學院

http://www.cas.cn/xw/zyxw/yw/200905/t20090519_2313726.shtml

[5] 來源：科學網

http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2009/9/223647.html

[6] 來源：中國科學報

http://www.cas.cn/xw/cmsm/201202/t20120221_3442898.shtml

[7] 來源：山東省科技廳

http://www.most.gov.cn/dfkj/sd/zxdt/201311/t20131107_110215.html?searchword=%E6%B5%8E%E5%8D%97%E9%87%8F%E5%AD%90%E4%BF%9D%E5%AF%86%E9%80%9A%E4%BF%A1%E8%AF%95%E9%AA%8C%E7%BD%91&prepage=10&channelid=44374&sortfield=-DOCRELTIME&strKeyWords=&itime=0

[8] 來源：新華社

http://www.xinhuanet.com/politics/2017-09/04/c_129695914.htm

[9] 來源：新華社

http://www.xinhuanet.com/world/2016-08/16/c_129231459.htm

[10] 來源：新華社

http://www.cac.gov.cn/2019-02/15/c_1124120504.htm

[11] 來源：國際線上

http://www.cas.cn/cm/201709/t20170930_4616570.shtml

[12] 來源：國家發展與改革委員會

https://www.ndrc.gov.cn/xxgk/zcfb/tz/201711/t20171127_962601.html

[13] 來源：中國資訊協會量子資訊分會《2020 量子安全技術白皮書》

[14] 來源：中國科學院

http://www.cas.cn/sygz/201706/t20170615_4605181.shtml

[15] 來源：中國通訊標準化協會

http://www.ccsa.org.cn/webadmin/#/td-standard/standard-common?no=YD%2FT%203835.1-2021&releaseDate=2021-03-05

http://www.ccsa.org.cn/standardDetail?standardNum=YD%2FT%203834.1-2021

http://www.ccsa.org.cn/standardDetail?standardNum=YD%2FT%203907.3-2021

[16] 來源：光明網

https://difang.gmw.cn/sd/2019-12/09/content_33387646.htm

[17] 來源：Nature Photonics

https://www.nature.com/articles/s41566-019-0504-5

[18] 來源：Physical Review X

https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.10.031030

[19] 來源：Nature

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2401-y

[20] 來源：Physical Review Letters、Nature Photonics

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.126.250502

https://www.nature.com/articles/s41566-021-00828-5

[21] 來源：Nature Photonics

https://www.nature.com/articles/s41566-019-0504-5

[22] 來源：Science

https://science.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.abe8770

[23] 來源：Science

https://science.sciencemag.org/content/early/2021/05/05/science.abg7812

[24] 來源：Nature

https://www.nature.com/articles/s41586-020-03093-8

[25] 來源：科學網

http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2020/11/448206.shtm