1月7日，中国科学技术大学官宣：中国科研团队成功实现了跨越4600公里的星地量子密钥分发，标志着我国已构建出天地一体化广域量子通信网雏形。相关成果在国际学术期刊《自然》杂志上发表。
图为中国研究团队在《Nature》（《自然》）杂志上发表的 “跨越4600公里的天地一体化量子通信网络”论文截图。（图片来源：《自然》杂志官网）
量子通信是量子科技三大方向之一，星地量子通信网的建成，为未来实现覆盖全球的量子保密通信网络打下了科学与技术基础。《自然》杂志审稿人评价，这是地球上最大、最先进的量子密钥分发网络，是量子通信“巨大的工程性成就”。
据了解，该项目由中国科学技术大学潘建伟及其同事陈宇翱、彭承志等与中国科学院上海技术物理研究所王建宇研究组、济南量子技术研究院及中国有线电视网络有限公司合作开展，在“京沪干线”与“墨子号”量子卫星串联下，构建了世界上首个集成700多条地面光纤量子密钥分发（QKD）链路和两个星地自由空间高速QKD链路的广域量子通信网络，实现了地面跨度4600公里的星地一体的大范围、多用户量子密钥分发，并进行了长达两年多的稳定性和安全性测试、标准化研究以及政务金融电力等不同领域的应用示范。
量子密钥分发（QKD），是利用量子通信的方式，让通信双方拥有共同的密钥。由于密钥利用量子态进行加密，任何窃听行为都会造成量子态改变，从而暴露。这也意味着量子密钥分发具有“无条件的安全性”。
32年前量子通信首次诞生，传输距离仅为32厘米。而今，实现了4600公里、地空多用户通信的跨越，这1400多万倍的距离扩展背后，是10年以来中国量子科技领域科研人员的不断攻坚克难：
2011年12月，“墨子号”量子科学实验卫星项目立项；
2016年，“墨子号”成功发射，成为全球首颗量子科学实验卫星，在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建了天地一体化的量子保密通信与科学实验体系；
2017年，总长超过2000公里的量子保密通信“京沪干线”正式开通，成为目前世界上最远距离的基于可信中继方案的量子安全密钥分发干线；
2020年3月，刷新世界纪录，突破了500公里量级真实环境光纤的双场量子密钥分发和相位匹配量子密钥分发；9月，与奥地利合作，创造了当前世界最高水平，首次实现了高保真度的32维量子纠缠态，显著提高了量子通信的信道容量。
对于多数人而言，量子通信依旧是个抽象感念，事实上，它已经开始走向大众生活，正朝产业化方向发展。
“量子通信的产业化方向主要在‘保密通信’”，潘建伟表示，在传统通信中使用量子密钥以提升安全性，是以一种新的途径来大幅提高现有信息系统的安全性。
去年10月，国网杭州供电公司通过应用量子通信技术，对杭州亚运会各级指挥中心和重要场馆之间的传输通道进行加密，实现指挥体系中音视频通话、保电系统信息传输的绝对安全。
图为量子安全通话SIM卡。（图片来源：澎湃新闻）
日前，中国电信推出的量子安全通话产品——“量子密话”在安徽成功试商用。作为国内首款将5G与量子信息技术紧密结合的移动通信产品，通过预充注密钥的安全SIM卡，对拨打安全通话时的语音数据加密，防止语音传送的内容泄漏。
“我在企业工作，有些商务谈判是通过移动电话进行的，虽然效率高，但可能会涉及到商业秘密，‘量子密话’技术就可以为通话内容上一道‘锁’。”安徽省合肥市市民王先生说。
有业内人士基于目前量子保密通信产品和服务在人民银行、银保监会、工农中建交等5大国有大型银行、重点股份制商业银行和城市商业银行、及部分金融机构中的表现，看好在量子保密在银行数据远程灾备、金融监管信息保障等方面的应用潜力。
“未来，完整的空地一体广域量子通信网络体系将在国防、政务、金融和能源等领域广泛应用，并与经典通信网络实现无缝对接，形成具有国际引领地位的战略性新兴产业和下一代国家信息安全生态系统。”中国科技大学教授陆朝阳表示。
从量子科技上升为国家战略，到被写入“十四五”规划中，量子通信行业发展有望加速。据业内机构预测，到2023年，我国量子通信行业市场规模将达到805亿元。（中央纪委国家监委网站 陈瑶 李芸）