美國能源部公佈量子互聯網發展戰略藍圖

07/28/2020

美國能源部日前發佈一份報告，公佈了量子互聯網發展的戰略藍圖，提出要確保美國處於全球量子競賽的前列，引領通信新時代。

這份報告稱，基於量子力學的通信系統是21世紀最重要的技術前沿之一，科學家認爲這種通信系統原型將在10年內建成。量子傳輸的一個重要特徵是信息傳輸時難以被竊聽，科學家計劃藉此來建立一個“幾乎不可破解的網絡”。

今年2月，美國能源部下屬各國家實驗室、大學及工業界人士在紐約制定了這份戰略藍圖，內容包括要完成的核心研究、工程和設計瓶頸以及近期要達成的目標。能源部下屬的17個國家實驗室將聯網成爲未來量子互聯網的骨幹網，然後逐漸加入大學、私營企業等。

報告稱，量子互聯網的核心研究目標包括構建並整合量子網絡設備，確保量子信息持續安全傳輸的路由，以及糾錯等。打造全國性量子互聯網有4個關鍵里程碑：現有光纖網絡上安全量子協議的驗證、跨校園或城市發送量子糾纏信息、拓展城市間的量子網絡、通過量子中繼增強信號拓展州際量子網絡。

據報告介紹，能夠更安全地控制和傳輸信息的量子互聯網目前處於發展初始階段，未來將對科學、工業及國家安全相關關鍵領域產生深遠影響。量子互聯網可能首先在銀行和醫療服務等行業推廣，應用於國家安全和航空通信領域。最終，可在手機上使用的量子互聯網技術將對全球每個人的生活產生廣泛影響。

據介紹，今年2月，美能源部下屬阿爾貢國家實驗室和芝加哥大學的科學家在芝加哥郊區創建了一個長約83公里的“量子環路”，這是美國最長的陸基量子網絡之一。這一網絡將與能源部下屬費米實驗室連接，建成一個長約129公里的試驗平臺。

能源部其他國家實驗室也正在推動量子網絡及相關技術的發展。比如，紐約州立大學斯托尼布魯克分校和布魯克黑文國家實驗室與總部設在勞倫斯伯克利國家實驗室的能源科學網絡合作，已建成長約129公里的量子網絡試驗平臺，且正積極將其拓展至紐約州、橡樹嶺國家實驗室和洛斯阿拉莫斯國家實驗室。