国内外量子通信技术发展现状和趋势.docx

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1、国内外量子通信技术发展现状和趋势1.国外发展现状和趋势量子力学诞生于1926年，是人类对微观世界加以认识的理论基础之一。量子力学和相对论之间的不相容性在1935年被爱因斯坦、波多尔基斯和罗森论证后，约翰贝尔于1964年提出贝尔理论，阿斯派克等人于1982年证明了超光速响应的存在。1989第一次演示成功量子密钥传输，1997年量子态隐形传输的原理性实验验证由奥地利蔡林格小组在室内首次完成，2004年该小组乂将量子态隐形传输距离成功提高到600米。2007年开始我国架设了长达16公里的自由空间量子信道，于2009年成功实现世界上量子隐形传态的最远距离。量子通信技术的发展趋势量子通信技术的研究方向除

2、了包括量子隐形传态还包括量子安全直接通信等，突破了现有信息技术，引起了学术界和社会的高度重视。与传统通信技术相比，量子通信除具有超强抗干扰能力外且不需对传统信道进行借助；与此同时量子通信的密码被破译的可能性几乎没有，具有较强的保密性。量子通信发展仅仅经历了20年左右，但其发展却十分迅猛，目前已经被很多国家和军方给予高度关注。美国：2013年美国知名研究机构BatteIIe公布了环美量子通信骨干网络项目，计划采用瑞士【凶公司设备，基于分段量子密钥分发结合安全可信节点密码中继的组网方式，为谷歌、微软、亚马逊等互联网H头的数据中心提供具备量子安全性的通信保障服务。欧洲：欧洲空间局计划到2018年将国

3、际空间站上的量子通信终端与一个或多个地面站之间建立自由空间量子通信链路，首次演示绝对安全的空间量子密钥全球分发的可行性。而在2008年就提出了欧洲未来5年和10年量子信息的发展目标，将重点发展量子中继和卫星量子通信，实现1000公里量级的量子密钥分配。日本：计划在2020年至2030年间建成利用量子加密技术的绝对安全和高速的量子信息通信网，到2040年建成极限容量、无条件安全的广域光纤与自由空间量子通信网络：并计划将量子通信技术用于国家级的保密通信，以及对电网、煤气管网和自来水管网的等重要基础设施的监视和通信保障上，以及金融机构的隐匿通信等。此外，一些世界著名的公司也对量了信息技术投入了大量研

4、发资本，介入了量子通信的产业化开发。最主要的公司包括：美国电话电报公司（AT&T）,Be1.1.实验室,IBM,Hew1.ett-Packard,Phi1.ips,Hitachi,NEC,NTT,Toshiba,Tha1.ds（法国），FranceTe1.ecom（法国）,Bire1.1.i（意大利）等12个公司。量子通信技术是量子信息科学的一个重要分支，经过30多年的发展，已经在量子密钥分发和量了隐形传态两个方向上形成了实用化落地。量了密钥分发技术，已经进入了产业化和商业化阶段，它是人类目前掌握的有理论证明“无条件安全”的可实用的密钥分发技术，其与现代密码技术相结合,实现了量子保密通信等系列

5、信息安全应用，是目前唯一实现实用化、达到产业化水平的量子信息技术，世界各主要国家都高度重视该技术的发展应用，且应用领域不断扩大。近年来全球量子通信取得了积极的进展，国际竞争F1.趋激烈，美国于2018年6月国会通过了为期10年的国家量子行动法案，同时对涉及量子信息的关健技术进行出口关注：2019年3月份欧洲的量子旗舰计划也开始实施，同年4月欧盟委员会与欧洲航天局达成携手建设高安全的泛欧量子通信基础设施的协议。2019年10月23日谷歌在自然杂志上发表的论文显示，最新实验基于一个包含54个量子比特的量子芯片“西克莫”。谷歌对产生随机数的计算问题进行验证，即使是当今最先进的传统超级计算机“顶点”也

6、要耗时1万年，但“西克莫”仅用200秒便完成了运算。谷歌由此宣称，已经打造出第一台运算能力远远超过传统超级计算机的量子计算机。IBM发布全球首台专为科学和商业用途设计的独立量子计算机QSyStemOne,该计算机的计算能力20量子比特（即一步可运算2的20次方）D-WAVE公司推出其5000量子比特计算机的发展蓝图.2020年12月，中国科学技术大学的潘建伟、陆朝阳等构建成功76个光子100个模式的量子计算机“九章”，处理“高斯玻色取样”的速度比目前最快的超级计算机快一百万亿倍，也就是说,“九章”一分钟完成的任务，超级计算机需要一亿年。2.国内发展现状和趋势在中国科学院、国家发改委、科技部、国

7、家自然科学基金等相关部委的支持下，我国在量子通信领域已经形成了很强的理论和实验技术储备，特别是以中国科学技术大学潘建伟院士团队为代表的优秀研究团队，已经取得了一批具有重要国际影响的研究成果。2013年7月，中国启动量子通信“京沪干线”技术验证及应用示范项目，是全球最长的远距离量子通信骨干线路，2017年9月正式开通。2016年8月，中国成功发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号，在世界上首次实现千公里级的量子纠缠。2017年8月，“黑子号”提前完成卫星到地面的量子密钥分发等三大科学实验任务。结合“京沪干线”与“矍子号”的天地链路，我国科学家成功实现了洲际量子通信，构建出首个星地一体化广域量子通信

8、网络雏形。在量子通信产业链发展方面，中国科学院作为我国量子通信基础研究创新源头，一直致力于推动量子通信技术从实验室走向实用化及规模化应用。特别是在中国科学院领导和组织实施的量子保密通信“京沪干线”和“墨子号”量子卫星的基础上，我国已经在量子通信领域实现了一定程度的产业汇聚，初步构建了量子通信产业链。同时在标准化方面，2017年6月，国科量子通信网络有限公司牵头在工信部中国通信标准化协会(CCSA)成立了量子通信与信息技术特设任务组(ST7),负贡开展量子通信与信息技术的标准化制定与前瞻研究工作。目前，特设任务组已经代表中国出席了ETSI/IQC国际量子安全研讨会(QUan1.Un1.SafeW

9、orkshop).2017年及2018年国际量子密码大会，在2019年6月5-7日，在中国(上海举办ITU首次量子信息技术国际研讨会。同时.，量子保密通信技术在我国已经有大量实际应用。在政务领域，已经应用于济南市党政机关通信专网、合肥市政务外网。在金融领域，包括中国人民银行、工行、农行、中行、建行、交行在内的20余家金融机构都开始全面了解并使用量子通信技术。在电力领域，已经在北京、山东、安徽、上海、浙江、江苏、湖北、新疆等地区开展应用示范网工程项目建设。在应急保障领域，多次为重要项目的信息通信进行安全保障。在云服务方面，阿里云公布了云上量子加密通讯案例。网商银行采用量子技术在专有云上完成了量子

10、加密通讯试点。随着量子保密通信技术的不断成熟和应用，国内量子保密通信的上下游产业链已经初具雏形：以电信、联通、移动及国科量子为代表的运营商已经开始针对量子保密通信进行不同程度的布局。阿里巴巴、腾讯、百度等云服务商也积极参与产业布局与量子设备商合作，相继推出了针对其行业特色的量子保密通信应用解决方案。以科大国盾为代表的量子通信设备商，深耕多年，积累了以量子保密通信为基础的系列产品以及解决方案。中兴、华为、烽火等通信厂商也积极参与，与量子设备商展开合作，并已经相继出台了一系列量子保密通信应用产品。产业链下游方面，以山东国讯量子芯科技为代表的厂商已经在量子通信及光量子芯片上进行产业布局，现已推出了第一代芯片。量子通信技术是量子信息技术的生要发展方向，代表更高的科技含量、更大的投资拉动，并迎合更大的信息消费需求，是ICr产业安全升级的重要技术手段，在新一轮的网络建设以及数据信息相关服务中并行，以量子通信技术为代表的信息安全防护措施是“新基建”项目建设的重耍基石。枳极引入量子保密通信相关产业布局，在基础研究环节，可以为省内高等院校和相关科研机构持续提供国际领先的基础研究成果，支撑产业链发展；在设备研发环节，nJ带动和提升省内相关制造业的发展；在建设运维环节，可以为运营商提供大规模网络建设和运维管理支撑：在安全应用环节，引导各行业用户参与和主导应用开发，并开展示范应用，逐步推动规模应用。