美国发布《量子网络战略愿景》

来源：国防科技要闻

背景

探索如何建立量子网络将促进新兴技术的发展，从而加速当前互联网的发展，提高通信的安全性，并大幅推动计算技术的进步。美国将利用其在量子网络领域的领先地位，加速在国家和金融安全、病人隐私、药物发现、新材料的设计和制造方面的变革，提升对世界的科学认识。《量子网络战略愿景》由《国家量子倡议法案》推动形成，由国家量子倡议法案的协调机构、国家量子协调办公室和国家科学技术委员会下属量子信息科学小组委员会共同制定，旨在通过增加政府投资、提升政府协调能力来加快量子信息科学的研发。2019年，美政府根据《国家量子倡议法案》成立国家量子协调办公室，以统一政府机构间的研发活动，还成立了国家量子倡议咨询委员会，确保量子团体组织向政府提供量子相关领域的信息。为落实《国家量子倡议法案》，美国家科学基金会宣布成立“量子飞跃挑战研究所”，征集探索量子科技基础的相关研究；美能源部宣布创建新的量子信息科学中心，领导美能源部国家实验室的研究人员与学术界和私营部门的专家共同推进量子技术研发。

为量子设备建立网络基础

量子研究将确保基础科学的持续进步，并促使量子设备的创新应用改善国家经济和安全。量子网络的长期发展前景取决于能否开发出能将量子设备可靠地连接在一起的平台，以及利用量子安全、传感和计算模式的应用程序。发展量子网络基础的两个目标：

一是未来5年，美国的公司和实验室将展示实现量子网络的基础科学和关键技术，探索量子互连、量子中继器、量子存储器、高通量量子通道和洲际天基量子纠缠分布等，并识别这些系统的潜在影响，以及改进后的量子应用对商业、科学、卫生和国家安全的益处。

二是未来20年，量子互联网链接将利用网络量子设备来实现传统技术无法实现的新能力，同时推进人们对量子纠缠作用的理解。国家科学技术委员会量子信息科学小组委员会建议研究的6个技术领域：

①关键部分的技术和平台开发，包括经典源信息（classical sources）、量子限定探测器、超低损耗互连、空地连接、经典网络和网络安全协议以及扩展成本；

②量子源和信号从光学和电信领域转换到量子计算相关领域；

③量子纠缠和超纠缠态的产生、传输、控制和测量；

④在光学或电信波长上发展与光子量子比特兼容的量子存储器和小型量子计算机；

⑤探索用于小尺寸和大规模量子处理器之间的远程纠缠的新算法和应用，包括量子误差校正、量子云计算协议以及新的量子传感模式；

⑥地面和天基缠结分布技术的探索。