戰(zhàn)略性領(lǐng)域的國(guó)際之爭(zhēng)

量子通信是事關(guān)國(guó)家信息和國(guó)防安全的戰(zhàn)略性領(lǐng)域，且有可能改變未來(lái)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展格局，因此，其不可避免地成為世界主要發(fā)達(dá)國(guó)家及地區(qū)優(yōu)先發(fā)展的信息科技和產(chǎn)業(yè)高地

美國(guó)：列入國(guó)家戰(zhàn)略實(shí)現(xiàn)系列突破

在美國(guó)，對(duì)量子通信的理論和實(shí)驗(yàn)研究開(kāi)始得較早，并最先被列入到國(guó)家戰(zhàn)略、國(guó)防和安全的研發(fā)計(jì)劃。

上世紀(jì)末，美國(guó)政府便將量子信息列為“保持國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力”計(jì)劃的重點(diǎn)支持課題。而隸屬于政府的美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NIST）則將量子信息作為三個(gè)重點(diǎn)研究方向之一。隨后，美國(guó)加州理工大學(xué)、麻省理工學(xué)院和南加州大學(xué)聯(lián)合成立了量子信息與計(jì)算研究所，直接歸美國(guó)軍隊(duì)研究部門管轄，從屬于美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局超大規(guī)模計(jì)算工程系統(tǒng)。體制上的規(guī)劃與布局，為各機(jī)構(gòu)與部門間的研發(fā)鋪平了道路。

早在1989年，美國(guó)IBM公司在實(shí)驗(yàn)室中以10bit/s的傳輸速率成功實(shí)現(xiàn)了世界上第一個(gè)量子信息傳輸，雖然傳輸距離只有32公分，但卻拉開(kāi)了量子通信實(shí)驗(yàn)研究的序幕。1994年，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局便開(kāi)始著手，用3到5年的時(shí)間全面推進(jìn)量子通信技術(shù)方面的研究，而且已經(jīng)通過(guò)軍隊(duì)實(shí)施了相應(yīng)方式的向戰(zhàn)場(chǎng)和向全球傳輸報(bào)文能力的量子通信計(jì)劃。

在大量科研資源與研發(fā)力量投入的情況下，美國(guó)在量子通信研究方面取得了一系列的突破。2000年，Los Alamos國(guó)家實(shí)驗(yàn)室宣布，他們于全日照條件下實(shí)現(xiàn)了1.6公里自由空間的量子密鑰分發(fā)，使量子通信向?qū)嵱霉こ袒~進(jìn)了一大步。不僅如此，在美國(guó)國(guó)防部2013年至2017年科技發(fā)展“五年計(jì)劃”中，“量子信息與控制技術(shù)”已被列為未來(lái)重點(diǎn)關(guān)注的六大顛覆性研究領(lǐng)域，同時(shí)將IBM、美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、美國(guó)洛克希德馬丁公司和日本NTT公司列為該領(lǐng)域的重要研究機(jī)構(gòu)；美國(guó)國(guó)防部支持的“高級(jí)研究與發(fā)展活動(dòng)”（ARDA）計(jì)劃到2014年將量子通信應(yīng)用拓展到衛(wèi)星通信、城域以及長(zhǎng)距離光纖網(wǎng)絡(luò)。

如今，量子技術(shù)已經(jīng)成為美國(guó)軍方六大技術(shù)方向之一，即對(duì)未來(lái)美軍的戰(zhàn)略需求和軍事任務(wù)行動(dòng)能產(chǎn)生長(zhǎng)期、廣泛、深遠(yuǎn)、重大的影響。量子通信產(chǎn)業(yè)已滲透到美國(guó)國(guó)家發(fā)展的各個(gè)層面，包括國(guó)防、外交、經(jīng)濟(jì)、信息、社會(huì)等不同領(lǐng)域的內(nèi)容。

當(dāng)前，以美國(guó)為代表的世界主要軍事強(qiáng)國(guó)關(guān)注的量子科技發(fā)展動(dòng)向主要涉及量子通信、量子計(jì)算及量子密鑰等領(lǐng)域。美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局啟動(dòng)了多項(xiàng)量子通信方面的相關(guān)研究計(jì)劃，對(duì)其開(kāi)展了廣泛探索?？梢哉f(shuō)，量子通信技術(shù)在軍事應(yīng)用方面有著無(wú)與倫比的廣闊前景。

在量子通信領(lǐng)域未來(lái)發(fā)展規(guī)劃下，美國(guó)Los Alamos國(guó)家實(shí)驗(yàn)室正在創(chuàng)建一套輻射狀的量子互聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)美國(guó)非常重視量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的技術(shù)拓展，谷歌、微軟、IBM都已投入研究量子計(jì)算機(jī)技術(shù)，以量子計(jì)算機(jī)技術(shù)研究為突破點(diǎn)，延伸到物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、能源科學(xué)領(lǐng)域，形成規(guī)模優(yōu)勢(shì)。

歐盟：聯(lián)合攻關(guān)共建量子互聯(lián)網(wǎng)

提前“操練”，打牢根基，政策法規(guī)護(hù)航，并貫穿到與國(guó)家利益、國(guó)家安全以及國(guó)家對(duì)內(nèi)對(duì)外戰(zhàn)略影響相關(guān)的不同環(huán)節(jié)，這是歐盟在量子通信領(lǐng)域發(fā)展方面采取的主要手段。

早在20世紀(jì)90年代，歐洲就意識(shí)到量子信息處理和通信技術(shù)的巨大潛力，充分認(rèn)定其高風(fēng)險(xiǎn)性和長(zhǎng)期應(yīng)用前景，從歐盟第五研發(fā)框架計(jì)劃（FP5）開(kāi)始，就持續(xù)對(duì)泛歐洲乃至全球的量子通信研究給予重點(diǎn)支持。

緊接著，歐盟發(fā)布了《歐洲研究與發(fā)展框架規(guī)劃》，專門提出了用于發(fā)展量子信息技術(shù)的《歐洲量子科學(xué)技術(shù)》計(jì)劃以及《歐洲量子信息處理與通信》計(jì)劃。與此同時(shí)，還專門成立了包括英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、意大利、奧地利和西班牙等國(guó)在內(nèi)的量子信息物理學(xué)研究網(wǎng)。

2008年，歐盟發(fā)布《量子信息處理與通信戰(zhàn)略報(bào)告》，提出歐洲在未來(lái)五年和十年的量子通信發(fā)展目標(biāo)。同年9月，歐盟發(fā)布了關(guān)于量子密碼的商業(yè)白皮書(shū)，啟動(dòng)量子通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究，并聯(lián)合了來(lái)自12個(gè)歐盟國(guó)家的41個(gè)伙伴小組成立了“基于量子密碼的安全通信”（SECOQC）工程。這是繼歐洲核子中心和國(guó)際空間站后又一大規(guī)模的國(guó)際科技合作。自1993年開(kāi)始，歐盟就加強(qiáng)了對(duì)量子通信技術(shù)領(lǐng)域的研究和開(kāi)發(fā)，在理論研究和實(shí)驗(yàn)技術(shù)上均取得了重大突破，涉及的領(lǐng)域包括量子密碼通信、量子遠(yuǎn)程傳態(tài)和量子密集編碼等。利用歐盟國(guó)家的聯(lián)合技術(shù)力量，在多個(gè)研究機(jī)構(gòu)之間形成有效的合作體制，是歐洲量子通信領(lǐng)域一直走在前列的“制勝法寶”。

在量子信息物理學(xué)研究網(wǎng)的框架下，1993年至2011年期間，英國(guó)、瑞士、奧地利、德國(guó)、法國(guó)、瑞典等國(guó)的科學(xué)家曾連續(xù)創(chuàng)造了量子密鑰分發(fā)、量子密碼通信、太空絕密傳輸量子信息及量子信息存儲(chǔ)等一系列的根本性突破，為下一步量子互聯(lián)網(wǎng)的全面建設(shè)鋪平道路。

從2007年至2014年，歐盟開(kāi)始致力于量子密碼通信和量子密集編碼研究，實(shí)現(xiàn)了量子漫步、太空和地球之間的信息傳輸，為衛(wèi)星之間以及衛(wèi)星與地面站之間進(jìn)行量子通信提供了可能性。

發(fā)展量子通信技術(shù)的終極目標(biāo)就是為了構(gòu)建廣域乃至全球范圍的絕對(duì)安全的量子通信網(wǎng)絡(luò)體系。2008年以來(lái)，歐盟加緊推進(jìn)星載量子通信計(jì)劃。一場(chǎng)世界范圍的技術(shù)與才智競(jìng)賽已悄然拉開(kāi)帷幕。歐洲不應(yīng)落后，更不能讓人才和知識(shí)流失。于是，就在今年4月19日，歐盟委員會(huì)正式宣布，計(jì)劃啟動(dòng)總額10億歐元的量子技術(shù)旗艦項(xiàng)目，目標(biāo)是建立極具競(jìng)爭(zhēng)性的歐洲量子產(chǎn)業(yè)，包括量子通信、量子計(jì)算及量子測(cè)量等，以增強(qiáng)歐洲在量子研究方面的科學(xué)領(lǐng)導(dǎo)力和卓越性。

日本：緊跟大勢(shì)有所作為

日本政府和科技界一貫重視量子科技領(lǐng)域的研發(fā)攻關(guān)，并將量子技術(shù)視為本國(guó)占據(jù)一定優(yōu)勢(shì)的高新科技領(lǐng)域進(jìn)行重點(diǎn)發(fā)展、重點(diǎn)引導(dǎo)。

美國(guó)和歐盟在量子通信領(lǐng)域的一連串突飛猛進(jìn)，使日本備感形勢(shì)緊迫。

早在2000年，日本郵政省就將量子通信技術(shù)作為一項(xiàng)國(guó)家級(jí)高技術(shù)列入開(kāi)發(fā)計(jì)劃，預(yù)備10年內(nèi)投資400多億日元，主要致力于研究光量子密碼及光量子信息傳輸技術(shù)，并專門制訂了跨度為10年的中長(zhǎng)期定向研究目標(biāo)，計(jì)劃到2020年使保密通信網(wǎng)絡(luò)和量子通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)達(dá)到實(shí)用化水平，最終建成全國(guó)性高速量子通信網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)通信技術(shù)應(yīng)用上的飛躍，在競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)先機(jī)。

在當(dāng)年題為《創(chuàng)造面向21世紀(jì)劃時(shí)代的量子信息通信技術(shù)》的報(bào)告中曾明確指出，國(guó)家應(yīng)該充實(shí)及完善該領(lǐng)域的研究開(kāi)發(fā)體制， 并促進(jìn)民間企業(yè)和大學(xué)等進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)。在接到該報(bào)告書(shū)后，郵政省正式啟動(dòng)了研究和開(kāi)發(fā)量子信息通信的活動(dòng)。該技術(shù)的實(shí)用化預(yù)計(jì)會(huì)發(fā)生在2030年至2100年期間。

盡管日本對(duì)量子通信技術(shù)的研究晚于美國(guó)和歐盟，但相關(guān)研究發(fā)展迅速。在國(guó)家科技政策和戰(zhàn)略計(jì)劃的支持和引導(dǎo)下，日本科研機(jī)構(gòu)的研發(fā)積極性高漲，投入了大量研發(fā)資本積極參與和承擔(dān)量子通信技術(shù)的研究工作，實(shí)際地介入到量子通信技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)當(dāng)中。

數(shù)年前，日本提出了以新一代量子通信技術(shù)為對(duì)象的長(zhǎng)期研究戰(zhàn)略，并計(jì)劃在2020～2030年間建成絕對(duì)安全保密的高速量子通信網(wǎng)。目前，日本每年投入2億美元，規(guī)劃在5至10年內(nèi)建成全國(guó)性的高速量子通信網(wǎng)。不僅如此，日本的國(guó)家情報(bào)通信研究機(jī)構(gòu)（NICT）也啟動(dòng)了一個(gè)長(zhǎng)期支持計(jì)劃。日本國(guó)立信息通信研究院也計(jì)劃在2020年實(shí)現(xiàn)量子中繼，到2040年建成極限容量、無(wú)條件安全的廣域光纖與自由空間量子通信網(wǎng)絡(luò)。

高強(qiáng)度的研發(fā)投入，“產(chǎn)官學(xué)”聯(lián)合攻關(guān)的方式極大推進(jìn)了研究開(kāi)發(fā)，推動(dòng)了量子通信的關(guān)鍵技術(shù)如超高速計(jì)算機(jī)、光量子傳輸技術(shù)和無(wú)法破譯的光量子密碼技術(shù)的攻關(guān)和實(shí)用化、工程化探索，在量子通信專利申請(qǐng)上成績(jī)顯著。比如NEC、東芝、日本國(guó)立信息通信研究院、東京大學(xué)、玉川大學(xué)、日立、松下、NTT、三菱、富士通、佳能、JST等，各大企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)在量子通信領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量居全球領(lǐng)先，專利質(zhì)量較高，技術(shù)水平突出。

就目前而言，在量子通信領(lǐng)域的研究?jī)?yōu)勢(shì)上，日本主要集中在延長(zhǎng)量子通信傳輸距離、提高信息傳輸速度和改進(jìn)量子通訊的加密協(xié)議等方面。

由量子通信申請(qǐng)的專利來(lái)看，其主要特征表現(xiàn)為：量子通信的應(yīng)用技術(shù)繁多，特定技術(shù)領(lǐng)域的專利占有率高，海外專利申請(qǐng)意識(shí)較強(qiáng)，且相關(guān)技術(shù)大多可直接根植于通信產(chǎn)品中，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和市場(chǎng)推廣潛力。

此外，日本格外注重采用積極的專利保護(hù)策略，通過(guò)全面申請(qǐng)PCT專利對(duì)其持有的量子通信核心技術(shù)進(jìn)行保護(hù)。