什麼是「量子網際網路」？科技大咖講解「決定未來的技術」

「墨子沙龍」今天亮相上海科技節，在上海中心大廈舉辦了主題為「未來趨勢：量子網際網路」的科普活動。「墨子號」團隊成員印娟教授、量子成像領域專家徐飛虎教授以及「潘之隊」超導量子計算負責人朱曉波教授為聽眾做了深入淺出的演講。

誕生於20世紀初的量子力學不僅改變了我們看待世界的方式，將廣闊的微觀世界展現在世人面前，還催生出雷射、電晶體、集成電路、核磁共振成像等現代技術，徹底改變了人類生活。最近幾十年，隨著量子信息學等交叉科學的飛速發展，「第二次量子革命」悄然來臨。新興量子技術讓無條件安全的通信成為可能，計算能力獲得指數級飛躍，超越經典極限的精密測量得以實現。

印娟教授告訴聽眾，因為強大的能力、廣泛的應用前景，量子技術被視為「決定未來的技術」，美國、歐盟等都在整合科研資源進行布局、不斷加大相關投入。在這個領域，與歐美相比，我國起步較晚，但過去20年間發展迅速，特別在量子保密通信領域，中國已經成為國際領跑者。

2016年8月16日，我國科研團隊自主研發的「墨子號」衛星發射升空，兩年時間完成了既定科學目標——量子糾纏分發和量子力學非定域性檢驗、量子密鑰分發、量子隱形傳態。由於其優異的性能表現，「墨子號」將超長服役2年，開展進一步的拓展實驗。

如今，「量子網際網路」已成為當下世界各國量子競爭的焦點。「量子網際網路」是量子通信技術支撐的一種產生和使用量子資源的新型功能網絡。量子密鑰分髮網絡是「量子網際網路」的初級形態，其高級形態將是全量子網絡，是用量子隱形傳態或量子糾纏交換技術作為連結，將用戶、量子計算、量子傳感等節點連為一體，產生、傳輸、使用量子資源的一個網絡。

2016年5月，歐盟提出「量子技術旗艦計劃」，計劃投資約10億歐元，10年左右建成「量子網際網路」。2020年初，「量子技術旗艦計劃」發布報告《戰略研究議程》，細化了未來三年量子技術的發展目標，為未來的「量子網際網路」遠景奠定基礎。2018年12月，美國《國家量子計劃法案》簽署頒布，計劃投資約13億美元，實施為期10年的「國家量子計劃」。為了進一步推動《國家量子倡議法案》的順利施行，2020年7月，美國能源部公布報告，規劃了美國「量子網際網路」發展的戰略藍圖。

朱曉波教授表示，量子網絡和計算技術目前處於發展初期，現階段各國都在發展基於可信中繼的量子通信網絡，同時積極儲備「量子網際網路」後續階段的基礎技術。量子通信、量子傳感、量子計算等新興科技的蓬勃發展，將對我們的世界產生巨大影響。在上海科技節期間，「墨子沙龍」主辦方希望通過科學家們的科普演講，鼓勵年輕人投身科研事業，推動我國量子技術的創新發展。