量子互聯網

量子互聯網是一種運用量子力學原理傳輸信息的互聯網，能夠使絕對安全的網絡通信成為可能。由於對量子體的任何測量行為都是對量子體的一次修改，所以任何窺探量子信息的企圖都會留下馬腳，可以被量子信息的接收者監測到。在量子互聯網的幫助下，用户將有望在一個絕對安全的通訊網絡上發送信息。 ^[3] 

洛斯阿拉莫斯國家實驗所的研究人員公佈了一種與眾不同的量子互聯網，並聲稱該網絡已經運行兩年半了。使用的方法是圍繞一箇中樞核心創建一套輻射狀量子網絡。任何信息如果想從網絡中的一點傳輸到另一點，都必須首先經過中樞核心。這不是科學界首次嘗試這一方法。傳送至中樞核心的信息符合正常的量子安全標準。不過一旦到達中樞核心，信息就會被轉變為傳統的比特形式，然後再次轉變為量子比特，開始通往目的地的後半段旅程。

這樣的創意令安全專家們着迷，但必須解決棘手的技術難題。比如，信息只能在固定點之間發送，不能像普通的互聯網流量那樣傳輸。如果確定信息的傳輸目的地，就會同時改變信息的狀態，這就等於給信息加了個標記。

2013年5月10日，美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室的科學家們對外透露，過去兩年裏，他們一直在悄悄運作一套量子互聯網。 ^[1] 

2020年8月，美國能源部發布了題為《建立全國量子網 引領通信新時代》的報告，提出10年內建成全國性量子互聯網的戰略藍圖，並希望藉此確保美國處於全球量子競賽前列，引領通信新時代。 ^[2] 

釐清量子保密通信網絡與量子互聯網的關係，瞭解量子中繼技術和天基鏈路的重要性之後，我們才容易理解美國和歐洲關於量子互聯網的規劃。

白宮量子構想提出，在未來5年中，美國公司和實驗室將演示量子網絡的基礎科學和關鍵技術，從量子互連、量子中繼器、量子存儲器到高通量量子信道和探索跨洲際距離的天基糾纏分發。同時，將查明這些系統的潛在影響和改進的應用，以獲得商業、科學、衞生和國家安全方面的益處。

未來20年遠景則是量子互聯網鏈路利用網絡化量子設備實現經典技術無法實現的新功能，同時促進人類對糾纏作用的理解。

總投資10億歐元的歐洲量子旗艦計劃認為，實現量子網絡的目的是超越短距離的量子密鑰分發，充分發揮量子通信的潛力，最終走向全球量子互聯網。為了分配糾纏資源，實現更復雜的應用，量子中繼器是必要的。在這方面需要顯著的研發投入。

歐洲量子旗艦計劃在3年願景中提到，利用QKD協議和可信節點網絡開發天基量子密碼；演示一個可作為未來量子中繼器構成模塊的初級鏈路。

中長期目標（6～10年願景）包括：利用量子中繼器演示800公里以上距離的量子通信；演示至少20個量子比特的量子網絡節點；演示利用衞星鏈路產生糾纏等。

中國尚未提出量子互聯網戰略，但在2019年12月中共中央、國務院發佈的《長江三角洲區域一體化發展規劃綱要》中明確：“加快量子通信產業發展，統籌佈局和規劃建設量子保密通信幹線網，實現與國家廣域量子保密通信骨幹網絡無縫對接，開展量子通信應用試點。”

在項目進展方面，今年2月，潘建偉團隊在合肥演示了50公里遠的量子存儲器糾纏，刷新世界紀錄。

同在伊利諾伊州的美國能源部阿貢和費米國家實驗室有望成為美國量子互聯網上的首兩個節點，今夏將通過芝加哥郊區地下一段30英里長的光纖來試驗性地交換量子信息，建立雙向鏈路。

歐洲多個研究機構則已成立“量子互聯網聯盟”，計劃近年在荷蘭完成包含3-4個量子中繼節點的鏈路演示，為未來的泛歐量子互聯網勾勒藍圖。 ^[4] 

2024年3月消息，電子科技大學信息與量子實驗室和天府絳溪實驗室量子互聯網前沿研究中心聯合攻關，實現了光纖通信波段光子的時-頻模式複用存儲，突破了固態量子存儲器容量的世界紀錄。 ^[5]