3月18日，美国计算机协会（ACM）宣布，加拿大学者吉勒斯·布拉萨德（Gilles Brassard）和美国学者查尔斯·本内特（Charles Bennett）获得2025年度图灵奖，以表彰他们“建立量子信息科学基础以及变革安全通信与计算方面所发挥的关键作用(for their essential role in establishing the foundations of quantum information science and transforming secure communication and computing)”。这标志着量子信息理论首次获得计算机科学界的最高认可。

图灵奖由美国计算机协会（ACM）于1966年创立，目标是表彰在计算机、人工智能、密码学等领域作出重大贡献的个人。图灵奖被公认为计算机科学界的最高荣誉，被称为“计算机界的诺贝尔奖”。

自BB84协议提出以来，我国科研与产业团队围绕协议完善和工程化落地、实用化探索等方面，努力攻关并作出突出贡献。特别是国科量子公司作为量子通信行业领军企业与国家重大量子基础设施的建设运营主体，在量子通信网络建设运营、产品研发、标准研制等方面取得了积极成果。借此机会，从设施、产品、标准等方面，将相关工作进展与实践成果分三期分享给大家。

第一期 从BB84协议到万公里运营级量子密钥分发网络

一、BB84协议的诞生与发展

1984年，美国IBM公司的Charles Bennett和加拿大蒙特利尔大学的Gilles Brassard提出全球首个量子密钥分发（QKD）协议，由于该协议于1984年提出，结合两位提出者姓氏首字母，被称为“BB84协议”。该协议利用量子力学的基本原理，解决了密码学中最根本的密钥安全分发难题，在理论上实现了不可破解的密钥分发，标志着量子密码学正式诞生。

在现实中，理论上完美的BB84协议遇上了不完美的现实，BB84协议需要完美的单光子源，技术难度极高。为解决理论和现实之间的差距，韩国科学家Hwang、清华大学教授王向斌等先后提出了诱骗态BB84思想与方案，克服了光源不完美带来的安全漏洞。在此基础上，2007年，中国科学技术大学潘建伟院士团队联合王向斌教授团队，完成了世界首个诱骗态方法的量子密钥分发实验，将量子密钥分发距离提升至100KM，标志着量子通信技术实用化的大门正式打开。

当前BB84协议是最成熟、应用最广泛的量子密码协议，能够构建天地一体化量子通信网络，与各类密码协议、产品进行深度融合，是构建抗量子计算安全“大厦”的重要基石。

二、QKD网络建设历程

随着理论的确立与完善，国内外科研与产业团队开启了量子通信组网和工程化实践。特别是，在经历早期实验室探索到数节点、数十个节点的量子城域试验网建设后，以量子保密通信“京沪干线”和国家量子骨干网为标志，QKD网络实现了从“试验网”到“生产网”的历史性跨越。

（1）早期探索：逐步走出实验室、走向外场

1989年，美国Bennett等基于BB84协议实现了世界上首个量子通信实验，虽然传输距离仅32厘米，但证明了量子通信的可行性。此后量子密钥分发网络的实验探索加快推进，逐步从实验室走向外场。

国际上，2003年，美国国防部高级研究计划局（DARPA）资助建立了世界首个量子密钥分发网络；2008年，维也纳SECOQC量子网络建成，验证了量子城域网的技术可行性；日本于2010年建成了4节点东京量子通信网络等。

在国内，2008年底，潘建伟院士团队在合肥成功组建世界上首个3节点链状光量子电话网，并于2009年升级为5节点星型量子通信网络，首次全面展示和检验了我国量子通信系统组网和扩展能力；2012-2013年，潘建伟院士团队先后建成46节点的“合肥城域量子通信试验示范网络”、56节点的“济南量子通信试验网”，表明我国城域量子通信网络技术已具备相当的成熟度和可靠性。

（2）标杆旗帜：量子保密通信“京沪干线”

在前期成功探索的基础上，我国在全球率先开展远距离光纤量子通信网络建设。2013年7月，在没有任何国际先例可循的情况下，国家发改委正式批复量子保密通信“京沪干线”技术验证及应用示范项目，建设单位为中国科学技术大学。经过42个月的建设，“京沪干线”于2016年12月全线贯通，2018年2月通过总体验收。

“京沪干线”全长2000多公里，途经北京、济南、合肥、上海等城市，不仅验证了远距离光纤量子通信技术和工程的可行性，实现与“墨子号”量子卫星成功对接，构建天地一体化广域量子通信网络雏形，而且在沿线城市金融、电力、政务等领域成功开展应用试点。作为量子通信领域科学研究与基础设施“一体两用”的典范，京沪干线得到了各方高度评价。2016年4月，习近平总书记在考察“京沪干线”总控中心时强调：“很有前途、非常重要”。

为进一步发挥量子通信重大基础设施对产业的带动效用，中国科学技术大学等将“京沪干线”委托国科量子公司管理运行，目前干线运行稳定，为量子通信前沿技术攻关和产业化发展持续贡献力量。

图片来源：https://www.chyxx.com/industry/201607/432976.html

（3）国之重器：国家广域量子保密通信骨干网

为加快量子通信产业化发展进程，在“京沪干线”的基础上，2018年2月国家发改委部署了新一代信息基础设施建设工程——国家广域量子保密通信骨干网络项目（简称“国家量子骨干网”），国科量子公司是项目单位。国家量子骨干网2022年9月全线贯通，12月完成验收，总里程超过10000公里，覆盖京津冀、长江经济带、粤港澳等国家战略区域，沿线建有北京、上海、金华等10多个量子城域网，并在上海、北京、广州等地部署了卫星地面站，与“墨子号”“济南一号”量子卫星成功对接，具备全球量子密钥投送能力。

国家量子骨干网具备战略性、先进性、开放性、可用性等鲜明特征，是我国培育发展量子未来产业的核心依托。

战略性：成为量子未来产业发展的先导性基础性平台。国家量子骨干网得到党和国家的高度认可，2022年12月，中共中央、国务院印发《扩大内需战略规划纲要（2022-2035年）》，明确提出“以需求为导向，增强国家广域量子保密通信骨干网络服务能力”。基于国家量子骨干网打造的“量子通信组网与应用关键设备及系统中试平台”，被认定为量子信息领域国家级中试平台，成为量子信息科技未来产业发展的重要支撑和创新资源供给。

先进性：作为全球首个星地一体量子通信网络，主要技术指标全面领先。经与美欧广域量子保密通信网络对比，国家量子骨干网不仅在建设规模、覆盖范围等方面处于全球领先位置，更是围绕科研、安全等开展了多项开创性工作，密钥生成速率、系统可用性、可运营性等关键技术指标全面领跑，总体领先美欧约3-5年。

开放性：打通行业壁垒，促进融通发展。为提升国家量子骨干网的开放性、平台性，国科量子公司自主研发了量子网络组网核心产品—量子密钥路由器，在全球首次解决了异厂商/技术路线量子通信设备和星地互联组网难题。在此基础上，国家量子骨干网实现了7种基于BB84和GG02等不同协议和系统配置的QKD设备的混合组网，相关成果在量子领域国际知名期刊《npj quantum information》上发表，并得到国际上高度关注。

图片来源：https://www.nature.com/articles/s41534-025-01089-8#citeas

图片来源：https://www.uscc.gov/research/vying-quantum-supremacy-us-china-competition-quantum-technologies

可用性：实现从“试验网”到“生产网”的跨越。为提高网络的可用性、可靠性，增强量子网络服务能力，国科量子公司研发了量子网络运维运营管理系统、量子卫星运控系统等，实现了对星地一体量子网络的7×24小时监控、资源管理、运维调度和故障处理，推动网络可用性达到99.99%。目前，国家量子骨干网正在金融、政务、电信、油气、电力、智能网联汽车等多个领域推广应用，得到了用户的认可与好评。

图片来源：https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-JRDZ202107023.htm

三、展望未来：面向量子互联网持续演进

国际上普遍认为，量子密钥分发网络是量子互联网的第一阶段。量子密钥分发网络将逐步叠加量子精密测量、量子中继器、量子存储器等技术，构建通感一体、通感算一体的第二代量子互联网，形成超越经典技术极限的安全通信、高精度感知和高速计算能力，引领网络安全、感知、计算的跨越式发展。正如中国科学院院士潘建伟在2025年中国网络文明大会上演讲时说：我们完全可以期待，在未来，全球化的量子通信网络将连接遍布各地的量子计算机，从而构建起“量子互联网”，形成更安全、更智慧、更包容的量子增强型网络文明。

当前美国欧盟等全球主要国家地区正在加紧战略跟进我国，加快规模化量子密钥分发网络建设。面对技术趋势和国际竞争态势，在合肥国家实验室、中国科学技术大学等指导支持下，国科量子公司依托“京沪干线”和国家量子骨干网正在积极开展量子光频同步、量子光纤传感、量子计量等关键技术和产品攻关，并取得了积极成果。在此基础上，国科量子公司将根据国家战略和市场需求，积极推动构建量子通信和量子精密测量融合的新型量子信息基础设施，努力在服务量子科技未来产业发展国家战略方面贡献更大力量。

参考链接：

http://old2022.bulletin.cas.cn/zgkxyyk/ch/reader/view_full_html.aspx?file_no=20130502

https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2009/9/223647.html?id=223647

https://news.ustc.edu.cn/info/1048/30624.htm

https://www.gov.cn/zhengce/2022-12/14/content_5732067.htm

https://mp.weixin.qq.com/s/zmxSEeWH7tWpDjgRyCl5jQ

https://www.nature.com/articles/s41534-025-01089-8#citeas

https://www.uscc.gov/research/vying-quantum-supremacy-us-china-competition-quantum-technologies

https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-JRDZ202107023.htm