量子通信作为当今世界通信领域的热门新宠，正以其绝对安全性、超大信道容量、超高通信速率、可远距离传输和信息高效率等性能与特点，日益引起国际范围的极大关注，特别是美国、欧洲、日本等国更显得竞相研发和拼力角逐。我国在这方面已开始采取一系列积极行动，并且硕果累累。量子通信实现全面产业化肯定为期不远，未来市场前景同样无可估量。

　　应用领域与技术推广

　　作为新一代通信技术的主导前沿与标志，量子通信基于量子信息传输的高效和绝对安全性，显然成为某些大国高端科研及其能力竞争的最重要领域之一。在我国，由于中国科学院的积极支持和中国科学技术大学的强力推动，位于中国东中部地理要冲、安徽省省会所在地的合肥城域量子通信试验示范网已于2010年启动建设，经过中国科学技术大学和安徽量子通信技术有限公司科研人员一年多的努力，项目建成后便立即投入试运行，事实证明，各项功能、指标均达到了设计预定要求。按照建设项目的前期布局，具备46个节点的量子通信网将覆盖合肥市的整个主城区，使用光纤约1700千米，通行6个接入交换和集控站，连接40组“量子电话”用户和16组“量子视频”用户。合肥量子通信网的建成使用，无疑明显地标志着我国继量子信息基础研究跻身全球一流水平后，又在量子信息技术先期产业化竞争中迈出了重要的一步。今后一个时期，中科大潘建伟研究团队准备分别以合肥、济南和北京、乌鲁木齐等不同类型城市量子通信网络的各自上马为立足点，加速量子通信整个体系的成熟。

　　最近，我国相关部门又在该领域做出规划和部署，除了将在2015年正式发射空间量子科学卫星，同时，并抓紧着手量子通信京沪干线等项目的建设。所有这些，都充分显示出我国参与国际竞争的良好势头。

　　产业辐射与拉动作用

　　由于量子研究涉及领域广阔，所以，其开发应用前景尤为远大。主要表现在：一是在信息科学方面，量子开发应用不仅在提高运算速度和确保信息安全上会突破传统信息技术的极限，并且还能实现超高精度的测量；二是在物质科学方面，通过量子模拟手段使用，人们将可更深入地理解和弄清世界复杂体系的物理机理，积极开展微观操控物质特性活动，凭借发现各类全新的物质形态，随时用来为生产和社会服务；三是在生命科学方面，人类的基本生命过程及认知过程很可能同量子相干和量子纠缠直接有关，比如仿生研究与开发，亦将是人类未来的一个关键产业目标；四是在能源科学方面，再过若干年，人们将会利用一定方式和办法，在量子尺度上进行能量调控，这样，便可实现能量的愈加高效转换，因而合理提供充裕的能源总量，高度满足社会对能源的种种需求。

　　量子通信对整个信息技术和其他相关产业的拉动，关键即在于其所具有的绝对安全、超大信道容量、超高通信速率、可远距离传输等本领。如今，量子态隐形传输和纠缠分发虽已在中等距离的光纤得到了实现，但是，巨大的光子损耗和消相干效应却使得要在光纤中实现更远距离的量子传输，就必须引入量子中继器。而量子中继器的真正实用化，在现实推广上，仍然还是一个很大的挑战。鉴于自由空间往往光子损耗小，比光纤通信更具可行性，假如结合卫星的帮助，将有可能在全球尺度上实现超远距离的量子通信和信息技术多样开发。我国科研人员在该方面所做的试验，有一定突破。

　　近几年来，中国科技大学和中国科学院联合研究团队已研发问世一套高频率、高精度的瞄准、捕获和跟踪技术及其装置，由此便能确保百公里量子信道的衰减将稳定在一个可以进行调控的范围。截至目前，该套技术和装置尚属世界上首次将高频率、高精度的跟瞄技术应用到量子通信的实验与研发。这些技术可以随时用来跟踪移动目标，今后亦能直接利用到以卫星为对象的跟瞄、通信和信息技术的其他开发项目。量子信息技术同空间技术产业、新能源技术产业、新材料技术产业以及海洋技术产业的贯通与渗透，不但前景辽阔，而且其辐射和拉动作用也将表现在极为众多的领域。

　　量子信息技术如果进入到卫星通信阶段，那么，对各种产业的开发势必规模更大、速度更快。人们知道，卫星通信系统一般都由通信卫星和地面站组成，地面站可以为固定，也可以是移动，比如设在飞机、舰船或车辆上面，并且根本不受地形和气候的限制。这就使卫星通信具有愈加方便灵活、抗干扰性强等特点。另一特点是其频带宽、容量大、距离远、可靠性高。今后量子通信卫星研发如取得成功，必将率先使信息技术产业的内容完全揭开新的一页，既会让传统的信息产业发生彻底变更，并会推动新兴信息产业包括计算机产业、软件业、卫星通信业、数据库业、咨询服务业、音像视听业、信息系统建设业等达到更为效能高、速度快、产出大和安全可绝对保障。此种新的时代潮流正日益向人类靠拢。

　　现有能力与深层影响

　　在中国科学院、国家科技部和国家自然科学基金委的支持下，经过十余年艰巨努力，中科大潘建伟研究团队为实现大尺度量子信息处理曾连续首创发展了若干关键量子技术。而且，该研究团队并率先发展了一套高精度的时间同步技术，在百公里量级时间同步精度达到1纳秒。2012年，凭借着超高亮度纠缠源技术为基础，潘建伟研究团队在国际上更是首次实现了八光子纠缠。随后，利用八光子纠缠，在国际上又首次实验实现了拓扑量子纠错，赢得了可扩展容错性量子计算领域的重大突破。潘建伟研究团队在量子中继器的实用化研究上取得的突破同样影响很大，其成功实现的显示长寿命、高读出效率的量子存储技术，亦堪称是目前国际上量子存储综合性能指标最好的实验结果与发明，可以说该类技术发明正是朝着最终将成果付诸实用化的量子中继器所迈出的非常重要一步。

　　由中国科技大学牵头，联合南京大学、国防科技大学、中国科学院上海技术物理研究所、中国科学院半导体研究所等单位共同成立的“量子信息与量子科技前沿协同创新中心”，其主要任务与职责即是针对基础研究中的重大科学问题和国家战略需求，开展全面而深入的量子科学前沿和量子信息技术前沿研究，在一些重大科学和技术问题上实现关键性突破，为量子通信应用和国家信息技术整体水平的跨越式提升提供重要的科技支撑，并在量子计算、量子模拟等方面形成若干具有特色的制高点，在生命、能源等领域开拓新的量子前沿交叉研究方向，不断孕育新的学科生长点，切实引领新学科持续地向前发展。可以想见，虽然责任繁重，但前途十分光明。

　　配套举措与长远建设

　　量子科学及其通信应用的成功研究表明，微电子技术和光电子技术将很有可能在今后某个时期会被量子技术取代，这样，围绕信息技术的研发实力、市场和人才优势争夺，便将继续在更深的层面及更广的领域展开，而且肯定愈加激烈、复杂、多方位乃至多目标。量子信息技术在自然界和社会领域随之遇到的问题肯定要比电子信息技术更为艰深难解，因此从现在起，就得从该项技术对法律与政策、文化与教育、社会活动方式以及国际关系等方面影响着力加深认识、了解，以便让量子信息技术稳健地成为国家战略与能力竞争的依托。在量子信息技术对法律、政策的影响方面，除了要通过法律和政策对相关技术、产品、市场进行知识产权保护之外，在国际上也必须通过正确、适时、可靠途径推动公正、合理、平等的国际公法或私法的制定，以及国家间政策的协调与合作来解决各类现实问题。唯有这样，才能最大限度维护我国知识产权及其根本利益。

　　在世界性量子通信和量子信息技术的研发热潮里，尽管我国在不少尖端、前沿领域凭借联合攻关而取得了大量卓越成就，进展令人振奋，然而在总体实力上同美国、欧盟及日本等国相比，却仍存在着相当的差距。面对当前全球范围量子通信和量子信息技术前沿的主导优势争夺，我国科研机构及产业界的当务之急，就是要尽早拟定并推出一整套切实立足长远与全局，且内容可涵盖科技、经济、社会综合发展总体目标导向的战略规划方案。必须通过此种途径，我国的重大战略攻关项目和科技成果产业化目标的实施才能全面迈向世界公认的一流水准，国内精锐而庞大的研究队伍才能深入发动和组织起来。全国上下及各行业量子通信和量子信息方面的一系列科研成果才能真正实现产业化应用，使之有力地为国家经济的繁荣、社会文明的昌盛作出划时代贡献。

　　作者单位：

　　国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心

　　中国科学技术大学国际发展研究所