国盾量子，正在成为全能选手

光子盒研究院出品

每年3月，美国物理学会（APS）都会举办年会。在今年的3月年会上，首次出现了中国量子科技公司的身影——国盾量子，APS在其5分钟的采访视频中介绍了国盾量子的发展历程及战略布局。

APS采访视频截图

据国盾量子总裁赵勇介绍，该公司不仅是量子通信领域的领导者，同时也是量子计算、量子测量及科研设备制造领域的积极参与者。从去年开始，国盾量子已经切入量子计算领域。

作为“量子科技第一股”，国盾量子2020年业绩已经浮出水面。根据业绩快报，国盾量子实现营业收入13,391.73万元，较上年同期相比下降了48.06%；实现归属于上市公司股东的净利润为3,114.57万元，较上年同期减少了36.83%；实现扣除非经常性损益（主要是政府补助）后净利润为-3,264.01万元，较上年同期减少了322.14%。

国盾量子表示，主要原因是受新冠疫情及抗洪抢险等影响，国家及地方政府推动的骨干网和城域网等量子通信网络建设项目有所延迟，导致营业收入较上年同期减少12,393.64万元。

尽管主要业绩数据在下降，但国盾量子研发投入占比却在不断提高。数据显示，2017年至2019年，国盾量子研发费用分别为6651.86万元、7494.61万元、6070.85万元，占当期营收分别为23.07%、28.28%和23.53%。

2020年前三季度，国盾量子研发费用达3494.74万元，为同期营业收入的1.33倍。

国盾量子是中国量子信息产业化的先驱，于2009年在安徽合肥成立，发源于中国科学技术大学，致力于推进量子信息技术的全面产业化，把量子通信技术从科研成果转化成为真正的产品和服务，特别是量子密钥分发（QKD）。

据介绍，国盾量子的QKD设备已经经历了四次迭代，通过对光源、探测器、随机数等核心器件在技术、工艺上不断攻坚，基于集成技术、芯片技术，QKD设备体积实现从4U下降到1U（U代表一个10cm×10cm×10cm的立方体），兼容性和稳定性也进一步增强。

国盾量子偏振编码QKD产品

国盾量子有着丰富的量子保密通信网络建设经验。已经参与建成包括合肥城域量子通信试验示范网、济南量子通信试验网在内的多个城域网项目，并于2017年参与建成2000多公里的“京沪干线”骨干网，同年，与合作伙伴共同发布全球首个大容量商用化超长距量子共纤传输应用。

“京沪干线”项目示意图

除了基础设施建设之外，国盾量子也很早进入行业应用。2012年，与中科大、新华社联合构建的“金融信息量子通信验证网”就已经在北京开通。现已在政务、金融、电力、国防等行业和领域推出了一批示范性应用。

据报道，中国人民银行、银保监会、国有大型银行、重点股份制商业银行、城市商业银行及部分金融机构等，都采购、试用了国盾量子的量子保密通信产品和服务。

此外，国家重大活动的安全保障项目中都有国盾量子的产品。

截至目前，中国已经建设了超过7000公里的量子保密通信光纤网络，在金融、电力等领域实现了应用。国盾量子项目总监周雷指出：“这些量子网络中超过6000公里都使用了我们的产品。”

国盾量子具有构建各类量子网络的能力和经验，实现了线性、星形、环形和网状组网，以及构建链接“墨子号”和“京沪干线”的“星地一体”广域量子保密通信。

此前1月，中国科学技术大学与中国科学院上海技术物理研究所、济南量子技术研究院及中国有线电视网络有限公司合作，实现了地面跨度4600公里的星地一体的大范围、多用户量子密钥分发。

量子卫星地面站也完成了小型化。2019年，由中国科学技术大学、国盾量子和济南量子技术研究院共同研制的全球首个可移动量子卫星地面站，与“墨子号”卫星对接成功。

可移动量子卫星地面站

同时，国盾量子正在积极探讨量子通信的更多应用场景，包括如何在大数据、云计算、智慧城市和工业互联网领域使用量子加密技术。为用户提供长期的量子安全，以防止量子计算机出现后的追溯解密威胁。

国盾量子还与经典通信、经典信息安全领域联合开发了许多量子安全应用产品，比如手机和路由器等。

量子加密手机

此外，国盾量子正在牵头或参与多项国际、国家及行业标准的制定。

2月初，由国盾量子牵头制定的通信行业标准《基于BB84协议的量子密钥分发（QKD）用关键器件和模块第3部分：量子随机数发生器（QRNG）》获国家工信部公示。这是国内首个量子随机数相关通信行业标准，将有力推动QRNG及相关QKD产品的安全应用。

国盾量子近期还入围工信部公示的第二批专精特新“小巨人”企业名单。专精特新“小巨人”企业是“专精特新”中小企业中的佼佼者，是专注于细分市场、创新能力强、市场占有率高、掌握关键核心技术、质量效益优的排头兵企业。

在量子保密通信领域，国盾量子致力于推动建设量子安全应用生态系统。例如，国盾量子与济南量子技术研究院共同构建量子安全攻防平台，合作开发尖端技术，包括波导技术、卫星地面站等。

国盾量子也是量子计算、量子测量及科研设备制造领域的积极参与者。

基于和中国科学技术大学的联合研究，该公司切入量子计算领域，并于2020年5月推出了超导量子操控系统（ez-Q Engine），该产品已服务于诸多领域，并持续迭代升级。

3月23日，国盾量子官宣推出超导量子计算操控系统21版”ez-Q Engine”。在保留已有优点基础上对以下方面进行了改进，打造更佳用户体验。次日，国盾量子股价大涨10%。

此次更新针对了上一版超导量子计算操控系统”ez-Q Engine”的体积、风道、便捷性和制作工艺等9处功能细节进行了优化。

21版“ez-Q Engine”较上一版机型整体体积缩小超过40%，重量减少60kg。除了原有的横向扩展的机型之外，还增加了竖版叠放的机型。60+比特层叠版设备的占地面积减小到原版占地面积的22%，更便于优化空间利用率。

竖版ez-Q Engine

今年2月，国盾量子还与中科院量子信息与量子科技创新研究院（上海）携手升级了量子计算云平台，连接了多个量子计算原型机，为所有量子计算相关的从业者、爱好者提供研究和交流、讨论的空间。

早在2017年“杭州·云栖大会”上，中科院量子信息与量子科技创新研究院（上海）联合阿里云共同宣布“量子计算云平台”上线。

时隔3年后，中科院量子信息与量子科技创新研究院（上海）联合济南量子技术研究院和科大国盾量子技术股份有限公司，对量子计算云平台进行了全面升级。

用户可以使用一个包含12量子比特的超导量子计算原型机，通过标准的量子门指令集进行编程运行量子算法。未来还将推出更多比特超导量子计算原型机。

中科院量子计算云平台

此外，中科院量子计算云平台还将在未来接入“九章”量子计算机，用户可有效求解“高斯玻色取样”数学问题，并把该数学问题映射到量子化学、机器学习等应用。

全新的量子计算云平台是一个集实验（平台有实体量子计算物理机）、交流（关键量子计算技术和前沿研究结果）、分享（量子计算知识普及）为一体的公共平台信息系统。

链接：

https://quantumcomputer.ac.cn/

除了量子通信和量子计算，国盾量子还在联合开发更多的前沿技术，包括单光子源、远距离单光子成像雷达、飞秒光梳等，从而支撑学校及科研院所的需求。

国盾量子，正在从一个量子通信的领导者，成长为一个量子信息领域的全能选手。

在APS的采访视频中，国盾量子总裁赵勇说：“我们的梦想是实现量子信息网络（如量子互联网），用量子通信技术将量子计算、量子传感以及量子终端连接起来，用量子的能力使信息通信系统更加安全和智能。”

国盾量子总裁赵勇

量子互联网，是全世界都在为之努力的一个宏大愿景。

目前，只有量子密钥分发（QKD）网络初具雏形，但传输的不是量子比特，这恰好是量子互联网需要实现的功能。一个真正的量子互联网需要利用纠缠和隐形传态来远距离传输量子信息。

为了实现量子互联网，2018年，欧洲各国成立量子互联网联盟（QIA），这是欧洲10亿欧元量子旗舰计划的一部分，实现量子互联网是量子旗舰计划的终极目标。

QIA成员包括法国国家科学研究中心、德国马克斯·普朗克量子光学研究所、奥地利科学院量子光学与量子信息研究所、西班牙光子科学研究所、荷兰代尔夫特理工大学、奥地利因斯布鲁克大学、丹麦哥本哈根大学尼尔斯·波尔研究所等23家研究机构。

以及i2CAT基金会、荷兰AMS-IX（阿姆斯特丹互联网交换中心）、荷兰银行、荷兰皇家电信、IDQ、东芝、丰田等12家行业合作伙伴。

代尔夫特理工大学的Ronald Hanson研究小组在2015年将两个相隔1.3公里的由金刚石NV色心构成的量子比特连接起来。这两个量子比特发送的光子（通过光纤）到达一个中间站点，在那里，它们相互作用并建立纠缠。

今年2月，Hanson小组连接了三个这样的量子设备，他们将设备中的量子比特放置于三路纠缠态(three-way entangled state)中，这种纠缠态可以让三个用户共享秘密信息。这是实现量子互联网的一个良好开端。

实现了三个设备的量子纠缠

根据美国能源部的量子互联网蓝图，美国量子互联网的参与者为数众多。2020年，芝加哥大学、阿贡实验室和费米加速器实验室启动了一个52英里的量子通信试验台。最终，美国将连接所有17个能源部国家实验室作为量子互联网的主干。

与欧洲和美国相比，中国的优势在于基础设施建设，包括量子卫星、地面站、光纤等。

然而，这样的宏伟工程绝不是任何一个团队可以独自实现的，需要中国量子信息领域的研究人员和从业者共同努力。希望更多的研究团队和商业公司能够参与进来！

—End—

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