原标题：刚刚！美国宣布计划十年内建成国度量子互联网，且永远无法被挟制

刚刚，美国又提出了一项惊人的计划。

据华盛顿邮报报道，美国政府计划打造一个量子互联网。目标是将与全球现有网络一起运行的互联网，利用量子力学定律更宁静地共享信息，并毗连新一代计算机和传感器。

如果统统按计划举行，那么将在十年内完成。

据悉，此次量子互联网计划的主要研发中心位于芝加哥，而这次计划也被他们称为“第二个互联网”计划。

芝加哥大学普利兹克分子工程学院教授、阿贡国度实验室资深科学家大卫·奥沙洛姆(David Awschalom)称，量子互联网项目是美国量子研究计划的支柱。

“这是一项新技能的诞生，它正引发一场全球性的竞争。地球上每个大都城推出了量子计划，由于情况越来越清朗，它会有很大的影响。”

除了美国，中国也在量子技能上投入巨资，该领域可能会改变信息处置惩罚方式，并为主导该领域的国度带来巨大的经济和国度宁静上风。欧洲也在热衷于举行这项研究。美国能源部及其 17 个国度实验室将组成该项目的主干。

目前还不清晰这个项目简直切资金来源，美国能源部周四没有宣布该项目所需的资金。

量子互联网构想早已有之

事实上，早在本年 2 月，美国白宫政府就发出了一份《美国量子网络战略构想》，提出美国将开发量子互联网。

这份文件将量子互联网描述为一张由量子计算机和其他量子装备组成的庞大网络，它将催化出许多新兴技能，从而加速现有互联网的发展，提高通讯宁静性，并使计算技能产生剧变。

“通过在量子网络领域的前驱开拓，美国预备革新国度和金融宁静、患者隐私、药物发明以及新质料的设计和制造，同时增长我们对宇宙的科学熟悉。”

文件认为，量子信息技能仍处于早期阶段，而其远景取决于开创可以或允许靠地毗连量子装备的基础设施平台的能力，也取决于开发量子信息科学在宁静、传感和计算模式等方面的应用的能力。在政府协调下齐头并进，连续发力，量子互联网的基础才能就位。

文件提出了两个详细目标：

在未来 5 年中，美国的公司和实验室将演示量子网络的基础科学和要害技能，包括量子互连、量子中继器、量子存储器、高通量量子信道和洲际天基胶葛分发。同时，将查明这些体系的潜在影响和改善应用，带来商业、科学、卫生和国度宁静方面的利益。

在未来 20 年里，量子互联网链路将利用网络化量子装备实现经典技能无法实现的新功效，同时促进对量子胶葛作用的理解。

而今天的报道中，美国则将实现这一目标的时间加速到了十年内，足见其打造量子互联网的“野心”。

那么，问题来了，打造一个国际量子互联网认真有那么轻松吗？

十年内打造量子互联网，可能吗？

起首，什么是量子互联网？

简朴来说即一张由量子计算机和其他量子装备组成特殊网络。

众所周知，互联网是用于通报、处置惩罚和储存信息的全球性体系。而量子互联网则可以对量子信息举行同样的通报、处置惩罚和存储，是通过量子比特和量子胶葛来实现的，但量子信息最大的优点是完全防篡改的。

简而言之，量子互联网中量子信息的传输是不可篡改和绝对宁静的，可以制止现有互联网中信息泄露等问题，具有紧张的战略性。

别的，量子互联网可以用来发送不可破解的信息，提高 GPS 体系的精度，并支持基于云的量子计算。二十多年来，由于很难在没有丧失的情况下通过远间隔发送量子信号，创建如许一个量子网络的空想在很洪流平上一直遥不可及。

其次，量子互联网的要害组成部门是什么，它们需要满足哪些性能参数？

根据其公布的 38 页文件，决定量子互联网的要害组成部门主要有以下几种：

量子限定探测器，超低损耗光通道，空对地毗连，以及经典的网络和网络宁静协议。

胶葛和超胶葛态源以及量子态的传输、控制和丈量。

从光学和电信（电信）体系到量子计算机相干领域的量子源和信号转换器，包括微波。

开发与光学或电信波长中基于光子的量子比特兼容的量子存储器缓冲器和小范围量子计算机。

使用量子中继器的远程胶葛漫衍，允许小型和大范围量子处置惩罚器之间基于胶葛的协议。

一般而言，目前可用的要害量子网络组件仍然处于实验室级准备状态，尚未在完备的网络设置中运行。 以是，要向前迈进， 就必须降服要害挑战，实现级联操作和毗连。

文件中表示美国将使用量子中继器来解决这一问题。

量子中继器在传输历程中不会放大处于胶葛状态的光子，而是通过消耗第二个胶葛对的资源，利用这个胶葛对来通报胶葛属性。

需要注意的是，差别于传统网络，量子网络的本质是量子胶葛，存在于网络的物理层，而传统的网络，由于共享状态通常只在更高层建立。 在这种情况下，必须找到解决方案，以包管可以或许支持胶葛漫衍和确定性传送的网络装备保真度水平，以及可以或许赔偿丧失和允许操作纠错的量子中继器方案。

末了，从现阶段各国的量子互联网发展水平来看，中国在量子保密通讯网的建设上走在世界前线，2016年，中科院院士潘建伟曾表示，中国计划用 15 年左右时间，构建天地一体的有量子通讯宁静保障的未来互联网，即量子互联网。但中国尚未提出量子互联网的战略规划。

除中外洋，荷兰和日本也是有力竞争者之一。

2018 年 6 月，Hanson Lab 的研究员开发了一组新型智能通讯协议，可根据需要产生量子胶葛并提供掩护，QuTech 乐成使两块量子芯片产生量子胶葛。其时不少人都认为荷兰有望率先建玉成球首个量子互联网。

日本则在 2012 年计划建立量子信息和通讯研究促进会以及量子科学技能研究开发机构，未来 10 年内投资 400 亿日元，支持量子通讯和量子信息领域的研发。

无疑，随着美国的加入，这场量子互联网的战争也越来越热闹了。

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参考资料：

【1】https://www.energy.gov/sites/prod/files/2020/07/f76/QuantumWkshpRpt20FINAL_Nav_0.pdf

【2】https://siliconangle.com/2020/07/24/u-s-officials-detail-plans-build-national-quantum-internet/

【3】https://www.infosecurity-magazine.com/news/us-plans-quantum-internet/

【4】https://www.leiphone.com/news/202002/jCerN16nsJImArfp.html

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