近些年来，“量子互联网”一词开始步入人们视野。不久前，法国量子互联网联盟启动一项为期7年的计划，建立亚洲的量子互联网生态系统。2020年，俄罗斯发布建设量子互联网新蓝图，希望10年内创建全省性的量子互联网。
量子互联网到底是哪些？简而言之，它是应用了量子通讯、量子估算、量子精密检测等技术的网路，是量子信息技术变迁的未来目标之一。2022年的诺贝尔化学学奖颁给了3位量子信息科学的科学家，她们的研究成果对量子互联网具有奠基作用。
传统互联网已是日常生活工作不可或缺的一部份量子通讯速度，但它仍存在众多安全缺陷，会发生通讯被拦截、信息被泄露等情况。究其缘由，是传统的密码方式大都是“有条件安全”，即假定“敌人”的估算能力较弱，在合理的时间内未能破解密码。但倘若对方估算能力超过预设，或则开发出快速破解算法，密码都会被破解。
量子互联网被称为“不可破解的网路”。它拥有量子保密通讯技术，致使对方虽然有无限的估算能力，也不可能破解用户的密码。这称作“无条件安全”，是最高的安全等级。从原理上看，量子密码要比传统密码安全得多。它借助量子叠加和量子纠缠等特点，通过一系列量子热学的操作，直接让双方获得一串随机字符串作为秘钥，对要传送的文件以“一次一密”的方法加密。
量子保密通讯是目前最成熟且最接近实用的量子技术。在这一领域，中国走在世界最前列。2016年发射的“墨子号”卫星，是世界上第一颗量子科学实验卫星，实现了星地之间的量子保密通讯；2017年开通的“京沪干线”，是世界上第一条量子保密通讯骨干网，在从上海到南京、贯穿南京和镇江全长2000余公里的距离内实现了量子保密通讯。这三者联接上去，建立了全球第一个天地一体化的量子通讯网路。
量子估算能急剧提高算力和智能化水平，近些年来也取得了重大进展。微软的超导量子计算机“悬铃木”、IBM的超导量子计算机“鱼鹰”、中国科学技术学院的光量子计算机“九章”以及升级版“九章二号”，分别在求解特定问题上赶超了当前最强的精典计算机。“九章二号”的赶超倍数甚至高达10的24次方倍(亿亿亿倍)。下一步，业界的目标是达成具有实用价值的成果，如开发新药、准确预报气象，将量子估算推上新台阶。
量子精密检测则是借助量子力学的原理，增强对个别数学量的检测精度。利用量子检测，中国科学家实现了8.2公里外辨识一个人的姿态，以及45公里外在暴雨天辨识一栋大厦。这些被称为“雾里看花”的技术用到测风激光雷达上，就能把侦测距离从2.6公里提升到8公里。近来，中国科研团队在国际上首次实现了百公里级的自由空间高精度时间频度传递实验，时间传递稳定度达到皮秒(千万亿分之1秒)量级，有望产生新一代“秒”的定义。那些对时间、加速度、振动等性质的超高精度检测，将推动全球定位系统、矿物钻探、地震检测、暗物质侦测等。
回顾科技史，互联网的出现将人类社会带入信息时代。未来随着量子信息技术不断进步，量子互联网逐渐成熟，除了将会营造愈发安全、速度更快的网路空间，能够在更宽广的领域带来颠覆性应用量子通讯速度，推动新一轮科技革命和产业转型方向。
(作者为中国科学技术学院淮安微尺度物质科学国家研究中心副研究员)《人民晚报》(2023年01月11日15版)