中國引領量子通信發展，海南加入星地一體系統，為何這樣布局

10月13日，在海南自由貿易港第三批重點項目集中簽約活動上，總投資5億元的高科技項目——「星地一體」量子保密通信環島網絡及量子通信國際業務總部建設，由文昌國際航天城管理局與國科量子合作實施，項目建設內容包括"星地一體"量子通信衛星接收站、環島量子通信總控中心、量子通信空間實驗中心、量子衛星試驗場等。

隨著2016年世界首顆量子科學實驗衛星「墨子號」在酒泉發射升空，並完成了一系列的量子通信相關科學實驗任務。我們站在了量子通信的科技前沿，現在即將實施的海南文昌「星地一體」量子通信衛星接收站等項目，將和北京、南山、德令哈、興隆、麗江量子通信地面站以及阿里量子隱形傳態實驗站在內的地面科學應用系統一起，與量子衛星共同構成天地一體化量子科學實驗系統。

量子通信發展意義深遠，"星地一體"優勢突出，系統布局引領發展

近些年來，量子科技發展突飛猛進，成為新一輪科技革命和產業變革的前沿領域。目前，中國走在全世界量子通信方面的最前列，美國和歐洲都在緊追中國量子科技的發展。事實表明，發展量子科技具有重大的科學意義和戰略價值，是一項對傳統技術體系產生衝擊和重構的重大顛覆性技術創新，將引領新一輪科技革命和產業變革方向。

中國科技家們在量子科技上奮起直追，取得一批具有國際影響力的重大創新成果。總體上看，我國已經具備了在量子科技領域的科技實力和創新能力。同時，我國量子科技發展存在不少短板，發展面臨多重挑戰。

就在今年夏天，M國能源部宣布了建設量子網際網路的藍圖。而早2018年底，他們頒布了《國家量子倡議法案》，宣稱絕不能容忍在量子科技領域落後。這些文件都表明，他們非常重視量子通信。

追溯我國量子通信發展歷史，2011年12月中科院立項量子衛星項目，這是中科院空間科學先導專項首批科學實驗衛星之一。其主要科學目標：一是進行星地高速量子密鑰分發實驗，並在此基礎上進行廣域量子密鑰網絡實驗，以期在空間量子通信實用化方面取得重大突破；二是在空間尺度進行量子糾纏分發和量子隱形傳態實驗，在空間尺度驗證量子力學理論。

「墨子號」同期還先後建設了包括南山、德令哈、興隆、麗江４個量子通信地面站和阿里量子隱形傳態實驗站在內的地面科學應用系統，與量子衛星共同構成天地一體化量子科學實驗系統。

2017年6月、8月，「墨子號」衛星先後在國際上首次成功實現千公裡級衛星和地面之間的量子糾纏分發、量子密鑰分發和量子隱形傳態。

當時，《科學》雜誌封面上，「墨子號」從星空向地面發出兩道光，宛如兩條長腿跨出一大步，也象徵量子通信向實用邁近一大步。雜誌刊發了中國科學技術大學教授、量子衛星項目首席科學家潘建偉等人的論文。

在過去十年裡，若以鐵路公路等交通基礎設施類比，量子保密通信網絡經歷了從「地鐵網絡」到「高鐵網絡」的發展。從最早的安徽蕪湖及合肥城域網，走向全長2032公裡的世界首條量子保密通信幹線「京滬幹線」。緊接著長三角、山東、海南也實施了覆蓋多個城市的量子保密通信網絡工程項目。

現在海南加入「星地一體」，即將建立量子通信衛星接收站、量子通信空間實驗中心、量子衛星試驗場。那麼，量子保密通信網絡與衛星航天有何聯繫？原來是由於量子信號不可複製、易受環境影響的特性，地面上的量子中繼技術仍未成熟，天基衛星就成為了量子通信網絡的現實續航手段。

海南集約打造量子通信高地，提高安全性能服務，助力經濟發展

為了迎接量子保密通信產業，海南已做出了多年準備。早在2017年6月，海南全省招商大會上，由海南省與國內量子科技企業就籤訂了量子通信產業項目戰略合作協議。正式提出了將以建設海南量子通信政務示範網為基礎，逐步發展和延伸量子通信產業鏈，在海南組織建設量子通信產業基地，使海南成為全國量子通信骨幹網絡的重要節點和量子通信產業研發和孵化的示範基地。

隨後，由與國內量子科技優秀企業組建本土公司，落戶海南數據谷，開展示範項目建設，建立海南省政府數據中心與省科技廳、省工商局、省人社廳之間的量子保密專線，實現三個省直單位與省政府數據中心之間的安全通信。該示範項目於2018年1月宣布完成，標誌著海南進入了"量子通信時代"。

在此基礎上，海南還建設海口市量子通信城域網和海南環島量子骨幹網；建成海口等地量子衛星地面站，構建海南和北京及其他重要城市之間的星地一體廣域量子保密通信網絡。海南將打造全球第一條環島量子保密通信網絡。

海南也在探索聯合相關高校或產業園區搭建量子安全能力開放公共服務平臺，對外提供量子應用產品的對接、聯調、測試和諮詢服務，吸引量子通信產業鏈相關企業通過公共服務平臺開展創新創業，逐步發展和延伸量子通信產業鏈。

依託量子保密通信網絡開展對政務外網的認證服務、數據共享交換和移動辦公等業務場景進行試點驗證，開展量子技術和政務領域密碼技術的創新融合研究，並進一步推動建設量子衛星地面站，通過量子衛星接入國家骨幹網，實現和北京、上海等國內外重要城市的高安全等級加密通信，促進數據在跨境/跨域流通領域的制度創新，服務自貿港建設。

我國在量子通信領域也實現了從跟跑到並跑領跑的歷史性跨越。在《「十三五」國家信息化規劃》中，明確將量子通信列入超前布局的前沿技術和顛覆性技術，要求推進量子通信網絡建設。2018年2月，國家發改委正式批覆"國家廣域量子保密通信骨幹網絡建設一期工程「作為新一代信息基礎設施重點支持項目納入中央預算內投資計劃」。

2020年9月19日，「量子直接通信技術」作為全國科技創新中心建設的重大成果之一發布，該技術理論是清華大學教授龍桂魯團隊在2000年原創性地提出的。該團隊成功研製出了國際上第一臺具有實用價值的樣機，完成了全部設計功能和長時間穩定性檢測，實現了10公裡光纖鏈路4 kb/s通信速率的量子保密電話，推動了量子直接通信的實用化發展。

2020年10月中國科大在基於單光子源的量子精密測量方面取得重要進展，中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等與美國普林斯頓大學Marlan Scully、德國維爾茲堡大學Sven Hofling等合作，在同時具備高純度、高不可分辨、高效率的單光子源器件上觀察到強度壓縮，為基於單光子源的量子精密測量奠定了基礎。

在中國科技大學、清華大學等有許多光子、量子實驗室；

在量子科學領域，有潘建偉、陸朝陽、郭光燦、李傳峰等卓越科學家；

在量子科技企業中，湧現了許多技術水平領先"產、學、研"企業；

他們的不斷攻克下，我國在量子科學領域創造了無數個世界首次：

值得一提的是，就在10月6日，中國科技大學80後教授陸朝陽憑藉在光學量子信息科學，特別是在固態量子光源、量子隱形傳態和光量子計算方面的重要貢獻，獲得了2021年度蘭道爾-本內特量子計算獎。

在量子通信方面我一馬當先，人才濟濟。但是在量子計算方面，M國是領先的，中國還需要緊追。2019年，谷歌公司就宣布實現了「量子霸權」，意思是對一個特殊的任務，他們的量子計算機計算得比現有最快的超級計算機還要快。

總結：

我們必須要深刻認識推進量子科技發展重大意義，多方面加強量子科技發展戰略謀劃和系統布局。同時，也要認清差距，接受多重挑戰。堅定不移走自主創新道路，堅定信心、埋頭苦幹，突破關鍵核心技術，努力在關鍵領域實現自主可控，保障產業鏈供應鏈安全，增強我國科技應對風險挑戰的能力。

值得一提是中國科技大學所在城市合肥，近些年一直引領量子科技發展。之前投資千億打造出以京東方代表的顯示屏產業，緊接著繼續高投入晶片產業，現在舉全省之力投資千億在合肥打造全球最大量子實驗室，這將給我國量子科技產業怎樣的奇蹟？又會給安徽發展提供哪些新的機遇？請觀看西瓜視頻創作人"國器"《》深度解析。

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