“中国军团”后来居上

在量子保密通信这场国际化竞争中，我国尽管属于后来者，但起点高，进展快，在应用研究的多个方面已经达到了世界先进水平，其中在城域量子通信关键技术方面已经达到了产业化要求，产业化预备方面与欧美处于同等水平状态。

在量子通信技术的网络化研究方面，中国科大潘建伟小组于2008年建成光量子电话网，实现了“一次一密”加密方式的实时网络通话，真正做到了“电话互联互通、语音实时加密、安全牢不可破”的量子保密电话网络系统，使得我国在实用化量子网络通信研究方面在国际上走在了前列。这一成果早于欧洲科学家发布的SECOQC网络，一经发表即在国内外产生良好反响，美国《科学》杂志以“量子电话”为题进行了报道，并评论道：“有了这样的演示，量子私密进入千家万户不会是很遥远的未来”。2009年，中国科大郭光灿小组在安徽省芜湖市建成了“量子政务网”。

2012年初，基于潘建伟小组的研究成果，世界上规模最大的46节点的量子通信试验网在安徽省合肥市建成，标志着大容量的量子通信网络技术已经取得了关键突破；与此同时，新华社和中国科大合作建设的金融信息量子通信验证网在北京开通，在世界上首次实现了利用量子通信网络对金融信息的安全传输。

潘建伟小组还在量子存储和量子中继器技术研究方面处于国际领先地位，2008年，该小组通过纠缠交换实现了由300米光纤相连的两团冷原子气体的量子纠缠，完美地构建了量子中继器的一个基本节点，向远距离量子通信迈出了重要的一步。2009年，该小组又将量子存储的时间提高到毫秒量级，较之前最好的结果提高了两个量级。2012年，该小组成功实现了3.2毫秒的存储寿命及73%的读出效率的量子存储，为目前国际上量子存储综合性能指标最好的实验结果。

量子卫星实现“全球通”

科学家们认为，量子保密通信技术的实际应用将分三步走：一是通过光纤实现城域量子通信网络；二是通过量子中继器实现城际量子通信网络；三是通过卫星中转实现可覆盖全球的广域量子通信网络。目前，我国量子保密通信技术在城域网上的使用已基本成熟，可以推广——连接北京和上海的千公里光纤量子通信骨干网工程“京沪干线”已正式立项，有望在两到三年内投入使用。

但由于光子易被信道吸收，光纤量子通信很难突破百公里量级传输距离的限制，因此要实现广域的量子保密通信，还需要借助卫星。这主要是因为大气对某些特定波长的光子吸收非常小，而且大气层以外几乎是真空，因此量子信息的携带者光子在外层空间传播时几乎没有损耗，如果能够在技术上实现纠缠光子在穿透整个大气层后仍然存活并保持其纠缠特性，就有望克服光纤传输的弱点，甚至可以覆盖全球。

目前，潘建伟团队作为在国内惟一开展星—地自由空间量子通信实验研究的团队，牵头组织了中科院战略先导专项“量子科学实验卫星”，计划在2016年左右发射量子科学实验卫星，在此基础上将实现高速的星地量子通信并连接地面的城域量子通信网络。

2005年，他们在世界上第一次实现了13公里自由空间量子通信实验，突破了等效大气层厚度，证实了星—地量子通信的可行性；2009年，他们又在八达岭长城附近成功实现了16公里的自由空间量子隐形传态；2012年，他们在青海湖完成了百公里自由空间量子态隐形传输与纠缠分发实验；2013年，他们在国际上首次成功实现了星地量子密钥分发的全方位的地面验证，验证了星地之间安全量子信道的可行性，为实现基于星地量子通信的全球化量子网络奠定了坚实的技术基础。

随着量子通信技术的产业化和广域量子通信网络的实现，在不久的将来，作为保障未来信息社会通信安全的关键技术，量子保密通信将有望走向大规模应用，极有可能会进入千家万户，服务于大众，成为电子政务、商务、医疗，生物特征传输和智能传输系统等各种电子服务的驱动器，为高度信息化的社会提供基础的安全服务和最可靠的安全保障。