量子可以在現(xiàn)有的光纖通信網(wǎng)絡(luò)中傳播，這讓量子密鑰可以方便地疊加到現(xiàn)有的各種通信網(wǎng)絡(luò)上。但量子的不可測(cè)是一把雙刃劍，既帶來(lái)了信息安全，又讓我們對(duì)量子的控制更加艱難，增加了量子通信的實(shí)現(xiàn)難度及成本。
潘建偉團(tuán)隊(duì)將量子保密通信的絕對(duì)安全距離由10公里量級(jí)提高到百公里量級(jí)。這樣，在一個(gè)城市中建立量子通信網(wǎng)絡(luò)就成為可行的事情。目前，他們還在研究通過(guò)衛(wèi)星中轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離量子糾纏分發(fā)和量子隱形傳態(tài)，為未來(lái)基于空間平臺(tái)的千公里級(jí)量子通信奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
通過(guò)光纖實(shí)現(xiàn)城域量子通信網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)中繼器連接城域網(wǎng)形成城際量子網(wǎng)絡(luò)，再通過(guò)衛(wèi)星中轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)可覆蓋全球的遠(yuǎn)距離量子通信，這是潘建偉設(shè)想的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)路線圖。“由于光子易被信道吸收，光纖量子通信很難突破百公里量級(jí)傳輸距離的限制。用衛(wèi)星的話，因?yàn)榇髿鈱?duì)某些特定波長(zhǎng)的光子吸收非常小，而且大氣層以外幾乎是真空，因此有望克服光纖傳輸?shù)娜觞c(diǎn)，將量子通信的距離大幅度提高，甚至達(dá)到覆蓋全球的范圍。”
廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃已經(jīng)開(kāi)始，潘建偉團(tuán)隊(duì)作為在國(guó)內(nèi)惟一開(kāi)展星—地自由空間量子通信實(shí)驗(yàn)研究的團(tuán)隊(duì)，牽頭組織了中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”，將實(shí)現(xiàn)高速的星地量子通信并連接地面的城域量子通信網(wǎng)絡(luò)，初步構(gòu)建我國(guó)的廣域量子通信體系。
“未來(lái)2至5年，量子通信處在邊研發(fā)邊拓展應(yīng)用的階段，10年內(nèi)奠定星地量子通信的實(shí)用化技術(shù)基礎(chǔ)；相信在10年后，量子通信將有望走向大規(guī)模運(yùn)用。目前歐盟、美國(guó)、日本都非常重視這一前沿科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域。”潘建偉說(shuō)，“我國(guó)要保持在這一領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，就必須付出更大的投入和更多的努力。”(新華網(wǎng))