在曼哈顿市中间与新泽西之间的荷兰地道穿行的通勤者们其实不晓得，就在他们的车窗外，全长8,558英尺（约2600米）的地道中，一种可能代表将来的通讯手艺正在进行测试。

任何一家略微说的曩昔的谍报机构都能够对通俗的光缆中的消息进行阻挡和窃听：只需将其曲折，尔后用特地的硬件来将此中的光旌旗灯号转换为电旌旗灯号。而利用这条线进行通信的人则完全没法晓得有人正在实施窃听，由于两边的通讯并未是以有一丝的延迟。

但QKD，也就是人们常说的量子密钥分发手艺，借由量子物理之力处理了这个问题。在每条光缆的终端加装QKD系统，从外表看起来极可能就和数据中间常见的黑匣子一般，然后经由过程激光将仅比单个光子略微年夜一些的光旌旗灯号以弱脉冲的体例发射。在这类环境下，假如光纤中任何脉冲的路径被中止，使旌旗灯号未以预期的时候（纳秒级）达到端点，两边将会当即晓得此条通讯已被泄漏。

衔接这项项目的恰是此前公布制造美国第一个量子互联网的Quantum Xchange公司，这条沿着美国东海岸弯延的全长500英里（约805 km）州际QKD收集，将包管贸易企业和当局机构可以或许疏忽距离而且绝对平安地传输数据，为此刻和将来主要数字资产的平安供给最终防御。

而在荷兰地道中的这条“量子光缆”则是他们高平安性美国量子互联网的第一站，作为一个贸易公司，Quantum Xchange选择的重要方针是将911以后的华尔街金融系统从头买通。Quantum Xchange暗示（今朝）高端投资者是他们第一方针市场，但他们但愿能借此将系统尽快地拓展到其他行业，从医疗保健到要害根本举措措施都能利用加倍平安地通讯。

“金融公司认为这是一个微分器（意为不变靠得住、抗干扰），”Quantum Xchange首席履行官John Prisco说几家年夜型金融机构正在测试他们的量子光纤管道，并斟酌利用QKD手艺来庇护他们最敏感的数据消息，包罗买卖算法和客户结算，但他在接管彭博社的采访时（受保密和谈束缚）谢绝透漏更多消息。

Quantum Xchange的方针是将光缆从波士顿一向延长到华盛顿特区，推行到当局机构，Prisco此前也曾暗示，“届时，在波士顿的公司将可以或许向华盛顿特区乃至更远的的合作火伴进行真实的平安通讯。我们的方针是继续采办Zayo（美国托管和收集供给商，供给暗光纤办事）摆设在全国的暗光纤，如许我们便可以摆设一个为全部国度办事的量子平安收集，我们相信，在量子计较机史无前例的气力成为进犯性兵器之前成立QKD防御计谋相当主要。同Zayo公司的合作，标记着量子密钥互换在贸易情况中初次在美国境内完成，这是我们‘点亮’全国的暗光纤量子收集的第一步。”而此刻他们确切地迈出了这第一步。

QKD收集以典范比特体例发送编码后的消息，而解码它的密钥则以量子比特的情势发送。这些数据包经由过程光子经过光纤电缆传输。这项手艺的要害在在，任何窥测量子比特的测验考试城市当即摧毁其懦弱的量子态，消弭其所照顾的所稀有据，这根基上意味着QKD手艺今朝没法破解（这仅仅意味着理论上unhackable，可是其实不代表物理上unbreakble）。

固然，除成码率、误码率、项目问题外，QKD手艺此刻和此后必需面临的一个问题是距离限制。今朝，地面QKD传输的有用尝试室数据是由东芝欧洲研究院的剑桥研究尝试室创下的421 km（假如依照东芝的Twin-Field QKD和谈，则最远距离将冲破500 km）。但是，对实在前提下的高速传输，记实仅为约97 km（短距密钥高速传输亦只要1 Mbps摆布的速度，一样假如以东芝的和谈为方案将冲破10 Mbps，但传输距离唯一不到7 km；一般来讲在跨越百余千米后，速度将衰减为十几 kbps）。

是以为领会决这个问题，包罗Quantum Xchange在内的年夜大都公司都选择增添可托中继节点的体例。（另外一种中继体例为量子中继，即操纵量子态的存储、转发实现量子纠缠的远距离分发，无需包管中继节点可托，但仍处在理论研究阶段，适用化仍有距离，今朝国内里科年夜、清华年夜学均有触及。）

中国的量子干线是一个典型的例子，从各省市的QKD尝试网、城域网，到总长跨越2000 km仍在不竭完美、延长的京沪干线，采取的均是可托中继方案进行密钥中继，除近似合肥、武汉、广州等主干节点外，每条专线、每一个城域网都建有年夜量的中继节点，以包管密钥传输速度和平安性。（但在这些中继节点中，密钥的生成和存储不再受量子特征的庇护，是以极易遭到黑客和物理情势进犯的要挟，前NSA收集平安专家Anthony Lawrence曾暗示，中国利用武装保镳来庇护他们量子干线上的中继节点，固然现实上，除某些非凡地址外，现实遍及采取的是异或中继手艺和端到真个密钥同享方案来包管中继节点的平安性。

从某种角度上来看，我国采取这类广而全的“年夜标准”体例推动试点和网建，也是为了填补由于政策和科研机构主导而带来的驱动力不足的影响，以摸索的体例推动城市内部的拓展利用，能够公道地在实践中包管财产链、研发、利用和尺度化工作的延续成长和前进。

今朝，除我国外，美国、奥地利（欧盟）、西班牙、日本都在初期便成立了本身的QKD尝试网，而跟着理论与手艺的成熟，2013年（京沪干线打算正式立项）以后，全球年夜范围量子保密通讯收集最先敏捷增加，美国、英国、欧盟、意年夜利、韩国等国均启动各自的国度量子主干收集扶植打算。

值得一提的是早在“十二五”计划中，我国便将量子通讯与量子计较作为重点成长的计谋范畴标的目的进行系统结构。并在“空间科学”计谋性先导科技专项中，摆设实行“量子科学卫星打算”，展开星—地量子通讯手艺研究（这一系列研究的睁开和立项得益在2005年潘建伟团队实现的13千米自在空间量子纠缠和密钥分发尝试证实了星地量子通讯的可能性），终究得以在2017年实现1�����APP200千米自在空间量子密钥分发，并成功制造了“墨子号”量子卫星和“京沪干线”相连系的六合一体化广域量子通讯收集雏形。

在国际上收成庞大名誉的同时，我国的量子保密通讯同时也蒙受到了庞大的质疑，首要缘由在在严重科技财产遍及面对着（财产、教育）本钱太高、用户群体高端化等困难。

另外一方面的问题则是，虽然：

得益在"京沪干线"、沿线城域网和各地政企专网，我国已具有了为多行业、多范畴供给量子保密利用办事的能力。

在金融范畴，早在2011年，中科年夜就与新华社展开了量子通讯在金融消息平安方面的利用研究，并在同年完成了全球首个“金融消息量子保密通讯手艺验证专线”；而在京沪干线扶植早期阶段便已测验考试与银行系统、档案、数据库接入，经由过程与银监汇合作率先与10多家银行和其他金融机构展开了数据中间异地灾备、企业网银及时转账等利用实验，特殊是与中国人平易近银行合作制造的以"人平易近币跨境收付消息治理系统RCPMIS" 为焦点的量子保密通讯利用，首批即有14家单元介入此中，并欲以量子干线为根本向全国推行；

在云办事范畴，与阿里云合作，融会量子和云手艺，在云上实现了网商银行贸易数据的加密传输；

在电力范畴，经由过程与国度电网合作，实现了电力范畴主要营业数据消息操纵量子保密通讯手艺在京沪两地灾备中间之间的加密传输，并复用京沪干线沿线量子城域网展开基在量子保密通讯手艺的内部办公和对外营业的平安防护；

外行业利用范畴，最高人平易近法院与安徽省高院之间正在展开量子视频试点营业。

另外，武警、查察院和医疗年夜数据范畴的利用示范正在慢慢推动。

我们依然贫乏合适推行的贸易模式和杀手级利用。

在全国政协十三届二次会议进行的记者会上，全国政协委员、中国科学手艺年夜学常务副校长、中科院院士潘建伟暗示，“我国今朝在量子消息范畴有必然的国际合作力，乃至在部门标的目的上还处在国际领先地位，但也不克不及太乐不雅，有些劣势遭到欧美发财国度的强烈冲击。跟保守的国际科技强国比拟，我国以往的科研组织模式以短时间的科研项目为主，所以在知足国度计谋紧急需求，和在科技资本的整协力度和撑持强度上仍是有所不足，企业对前沿科技的投入热忱，与发财国度比拟有必然的差距。”

“中国要做好科技立异，需要党和国度高瞻远瞩，进行全体性结构。”并暗示量子消息科学，已进入到一个深化和快速成长的阶段，特殊需要多学科的交叉融会和各项要害手艺的攻关，但愿国度在这一范畴摆设严重科技项目，建立国度尝试室。

斟酌到国情和实际，自上而下的兼顾摆设和实行仿佛是这个范畴最公道的方案。跟着2016年“十三五计划”中“2030量子通讯与量子计较机严重专项”的释出，和陪伴中国经济布局调剂而呈现的财产迁徙、转型而带来的中部区域突起，特别是新兴工业和中高端制造业，政策方面特殊是科研教育人材政策的资本天赋更加显著，合肥、济南、重庆等地都环绕转型和立异前后投入重金塑造本身的财产集群和财产品牌——“量子谷”。

不管是环节仍是平台计划的若何公道，终究，转化永久是科技财产立异的要害。

我们能够肯定地说，量子密钥分派是今朝量子消息手艺最具实际意义和可行性的贸易利用。虽然如斯，我国的量子通讯贸易化之路仍布满曲折，即便是在上文所说的金融、政务范畴，仍是加倍隐蔽军事方面的都试探出了怪异的道路，但财产链下流的利用和情况依然以当局牵头为主，简单说就是“本钱靠政策，市场看市长”，而相干财产和贸易模式仍很稚嫩乃至懦弱，从各个贸易公司包罗国科、国盾、问天等在内发布的消息来看，受制在今朝研究阶段、市场主体发育不健全、要害型项目（品牌）缺少等身分，相干项目仍较为单一。

同时，量子通讯仍处在被普遍利用前的阶段，需要年夜量的科普工作，公共、市场心存疑虑是必定，也是必需的，任何没能经由过程考验的项目。但我们一样必需清晰的是量子通讯范畴的研究和成长也是必需的，由于科技永久向前。

而我们未能看到真正年夜范围QKD贸易摆设的另外一个可能被轻忽的缘由是QKD手艺与当前的收集架构其实不兼容，固然这个其实不是我们今天的课题，我们可能会留到将来的某一期与通讯网旗下的另外一个公号“光通讯不雅察”联动睁开。