北京时间1月7日凌晨，中 科大潘 建伟 院士 及其同事陈宇翱、彭承志等与中国科学院上海技术物理研究所王建宇研究组、济南量子技术研究院及中国有线电视网络有限公司合作，在 《N ature》上发表了题为“跨越4600公里的天地一体化量子通信网络”（An integrated space-to-ground quantum communication network over 4,600 kilometres）的论文[2]。
图1｜Nature论文（来源：Nature） 研究团队在量子保密通信京沪干线与“墨子号”量子卫星成功对接的基础上，构建了世界上首个集成700多条地面光纤量子密钥分发（QKD）链路和两个星地自由空间高速QKD链路的广域量子通信网络， 实现了地面跨度4600公里的星地一体的大范围、多用户量子密钥分发 。
资料显示，该研究 进行了长达两年多的稳定性和安全性测试、标准化研究，并 开展了在 政务金融电力等不同领域的应用示范。
论文是对上述成果的一个系统性总结，证明了 广域量子保密通信技术在实际应用中的条件已初步成熟 。
图2｜广域量子通信网络雏形（来源：中国科大）
1. 信道差异，天地协同
按通信信道的不同，量子密钥分发主 要有 光纤 和 自由空间 两种实现方式。
相对而言， 光纤QKD技术的信道稳定性较好，不易受到温度、湿度、天气等环境因素影响，可以实现基本恒定的安全码率，在城域城际范围内可以方便的连接到千家万户 。
而在超远距离、移动目标、岛屿和驻外机构等光纤资源受限的场景，可以通过卫星中转的自由空间信道连接。
将地面光纤和自由空间结合 的策略 ，可以实现规模、全覆盖的量子通信网络。
2. 公开成果，大客户使用 量子保密通信京沪干线总长超过2000公里，覆盖四省三市 3 2个节点， 基于官方提供的 可信中继方案 ，在2017年9月底已正式开 通。
而 “墨子号”量子卫星在南山地面站实现卫星对地面站的高速量子密钥分发 后 ，生成速率比之前的工作高出约40倍。
卫星与地面的安全成码距离 也 从1200公里拓展到2000公里，相应的地面站俯仰角跨度可达170° 。
据官方称， 目前该 项目已经接入包括金融、电力 、政务等150多家行业用户。
2019年初，国家电网有限公司基于该网络，建立了跨越2600公里、从北京总公司至国网新疆电力有限公司的量子密钥分发信道，实现 通信数 据加密传输 。
3. 争议与讨论， 期待与希冀 近期，QKD的可行性再次进入人们讨论话题 范围内 。去年12月美国国家安全局（NSA）评估加密解决方案的使用情况时，对此 发表了观点 。
NSA认为，目前尚有很多限制制约着某些技术的使用，在没法攻破技术壁垒时，并不主张自身使用在技术方面尚未突破的量子密钥分发（QKD）和量子密码学来确保国家安全系统（NSS）的数据安全传输。
这样的观点给外界对于使用QKD技术带来了质疑，但NSA的核心要素不在于否定，而关键是，是否能攻破技术壁垒，技术壁垒如果尚未攻破，或者成本巨大，考虑不同应对策略也是情理之中。这里，质疑还会存续很久，难以断言。
一直以来，技术的更迭和产业化都带来巨大的争议，创新技术同样面临这样的考验，解决了技术限制就是技术价值的体现。
期待更多突破的同时，也能从成果中做出合理的判断和未来预测。最为重要的，看清事实，破除争议！
参考链接：
[1] http://www.quantumcas.ac.cn/2021/0107/c20525a467381/page.htm
[2] https://www.nature.com/articles/s41586-020-03093-8
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｜编 辑：王嘉雯 ｜审 校：丁艳
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