中国科学技术大学近日宣布，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。该成果已在英国《自然》杂志上刊发。

量子通信是量子科技三大方向之一。对很多人而言，量子神秘又耳熟能详。如今，这项前沿技术正成为“国之重器”。32年前，人类历史上首次量子通信在实验室诞生，传输了32厘米。而今，中国人将这个距离扩展了1400多万倍，实现了从地面到太空的多用户通信。这是中国在世界科技史上写下的又一浓墨重彩的一笔，标志着中国在该领域实现了从跟跑到领跑的重大转变。诚如《自然》杂志审稿人评价称，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”。

量子通信“中国领跑”为国家信息和国防安全保驾护航。量子不可分割、不可复制、测不准的特性，构成了量子通信的基础。与传统的加密不同，量子通信的核心是量子密钥分发，基于“不可分割”“不可克隆”等量子特性，量子通信被称为“原理上无条件安全”的通信方式，在多领域具有应用前景。由于量子通信事关国家信息和国防安全，所以这个战略性领域已经成为发达国家和地区优先发展的信息科技和产业高地。2016年，我国成功发射全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”；2017年，建成世界首条量子保密通信干线“京沪干线”，总长超过2000公里，是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。目前，“京沪干线”已经接入金融、电力、政务等150余家行业用户。安全性测试结果表明，“京沪干线”可以抵御目前所有已知的量子黑客攻击，密钥分发量可以支持1.2万以上用户同时使用。

量子通信“中国领跑”为实现覆盖全球的量子保密通信网络提供坚实支撑。量子卫星将促进基础科学前沿领域的突破进展。作为人类认知自然最重要和最直接的手段之一，科学卫星能促使人类在基础科学方面产出重大原创性成果。一般来说，单颗低轨卫星无法覆盖全球，同时由于强烈的太阳光背景，目前的星地量子通信只能在地影区进行。要实现高效的全球化量子通信，还需要形成一个卫星的网络。通过利用量子保密通信“京沪干线”和“墨子号”量子科学实验卫星，我国成功组建了世界上首个集成700多条地面光纤量子密钥分发链路和两条卫星对地自由空间高速量子密钥分发链路的广域量子通信网络，通过构建天地一体化广域量子保密通信网络的雏形，为未来实现覆盖全球的量子保密通信网络奠定了科学与技术基础，为相对论、引力波等科学研究提供前所未有的“天地实验室”。

“日日行，不怕千万里；常常做，不怕千万事”。 2007年首次实现安全通信距离超过100公里的光纤量子密钥分发；2008年实现国际上首个全通型量子通信网络；2012年建成首个规模化的城域量子通信网络；2016年中国发射全球首颗量子科学实验卫星；2021年中国构建全球首个星地量子通信网……很多个“世界首次”，均来自于“中国队”虽然在全球量子通信竞赛中，中国起步并非最早，但是在科学家们的不懈努力下，目前中国在量子通信领域已经实现了“弯道超车”。展望未来，有理由坚信，中国量子领域方面的科技创新必将以更大的步幅、更矫健的身姿飞奔向前。

作者：清风