美国NASA考虑先借国际空间站激光器练手，量子通信计划待公布

在这场量子通信的竞赛当中，已然是静悄悄地朝着太空这个方向转变了，各个国家呢，正采用着不一样的技术路径，去争抢未来通信网络的主导权呢。

技术路径的分歧

中国选取了直接发射专用卫星的途径，2016年发射那颗称作“墨子号”的科学实验卫星，成功证实了星地量子密钥分发以及纠缠分发等关键概念，这一行为目的在于迅速验证天基量子通信的可行性，为构建在全球范畴内的量子保密通信网络探寻道路 。

相较而言，美国的步子听起来更为谨慎。美国国家航空航天局内部有一种看法，觉得凭借现有的国际空间站的平台开展前期的技术验证，是更可靠且成本在可控范围之内的办法。这场围绕“是先进行空间站演示，还是直接搞卫星”的争论，实际上体现了对于技术成熟得程度与研发所面临风险的不同程度的估量。

美国的马可尼计划

长期被称作“马可尼2.0” ，从而用以向无线通信领域先驱表达敬意的，是美国国家航空航天局的远期构想。该项计划的核心目标在于，在本世纪二十年代后期的时候 ，去搭建起连接欧洲以及北美的天基量子通信链路。而此，被看作是构建未来 “量子互联网” 的关键基础设施环节 。

与之融合的并非要将现有网络取而代之的量子互联网，它是由量子计算机、量子传感器等设备予以构成的，能够极大程度地提升通信的绝对安全性，并且有可能催生出全新的计算范式。然而，如同传统电信网络那般，要达成洲际覆盖，是不能够离开太空中的中继站的。

中国的光纤突破

中国团队，除了天基路线之外，也在奋力突破地面光纤传输的限度。2022年初，中国科学技术大学联合济南量子技术研究院，在超过509公里的真实环境光纤里，达成了双场量子密钥分发的成果，创造出崭新的世界纪录。

这项成就展现出了在地面城市之间构建量子安全通信链路的可能性，可是，有专家表明，这般基于特定协议的点对点传输，还不能够直接扩充成为拥有多个节点的网络，光子抵达时间的随机性等问题，是构建灵活量子网络必须去攻克的阻碍。

纠缠交换的关键作用

鉴于要对那长距离传输当中所出现的信号衰减这问题予以处理，美国国家航空航天局制订了采用“纠缠交换”这项技术的计划。换句话讲，它能够针对原本并不存在直接关联的那两个光子构建起量子纠缠，进而达成量子信息于多个节点之间的接力传递 。

NASA的专家着重指出，纠缠交换乃是达成远距离量子网络必不可少的一步 ，其原理是把源自太空以及地面的光子同时引领到一个测量装置那儿 ，借助精巧独到的操作 ，让相距遥远的另外两个光子构成纠缠 ，发挥量子中继的效用 。

太空激光的挑战

面临极高技术要求才能实现纠缠交换，它所需光子来自高速运动平台（像国际空间站）以及地面站，要极其精确地同步时间抵达微小接收器，这对卫星指向精度、时间同步系统还有光学设备都提出了前所未有的挑战。

换作一个更具现实意味的问题来讲，当下国际空间站之中实际并不存在那种契合要求的专有量子通信激光器。回溯到美国上一回关键的太空激光通信实践，那还是在2013年的时候，达成了地月之间的高速数据传递，借此证实了激光通信于太空领域所具备的潜力。

迈向集成试验台

一种可行的想法是对现有的光学设施予以升级，NASA预估于2022年进行部署的“激光通信中继演示”系统，会为空间站搭建高速激光通信链路，从而为在此平台上整合量子通信实验奠定硬件根基。

有项目负责人提出，既然已在给空间站造先进光学设备，为何不更进一层，把它改成一个量子技术试验平台呢？这既能验证关键技术，又能削减单独发射卫星的成本与风险，还可为最终的“马可尼2.0”卫星链路积攒宝贵经验。

对于在迈向量子互联网的进程里，你觉得哪一种技术路线，是直接去部署专用卫星，还是充分借助现有空间站平台逐步开展验证，更能够以高效且稳健的方式去推动整体的发展？欢迎在评论区分享你的看法。