近日，英国正式启动集成量子网络中心（Integrated Quantum Networks Hub，简称IQN），这是一项大规模的国家级计划，旨在加速安全且可扩展的量子通信基础设施的部署。根据赫瑞瓦特大学发布的新闻稿，该中心获得了来自英国研究与创新署（UKRI）工程与物理科学研究委员会（Engineering and Physical Sciences Research Council）以及40多家工业合作伙伴总计超过4200万英镑（约合5400万美元）的联合支持。
该中心由赫瑞瓦特大学牵头，汇聚了包括剑桥大学、牛津大学、帝国理工学院和格拉斯哥大学在内的12所英国学术机构，以及英国国家物理实验室（National Physical Laboratory）和科学与技术设施委员会（STFC）的拉瑟福·阿普尔顿实验室航天部门（RAL Space）。其目标是解决与量子网络相关的技术和工程难题，量子网络是英国更广泛量子战略的重要组成部分之一，该战略包括“到2035年部署世界上最先进的量子网络基础设施”这一目标。
项目于4月9日在爱丁堡正式启动，120多名研究人员、政策制定者和行业利益相关者出席了启动仪式。活动期间还进行了关于下一代量子网络路线图的演讲和小组讨论。
超越量子密钥分发：迈向可扩展的量子网络
量子网络旨在利用经典系统无法复制的纠缠和量子测量协议来传输量子信息。这些网络与传统的光纤通信不同，它们具备量子安全通信和分布式量子处理等能力。集成量子网络中心的一个重点是开发完全可扩展、可互操作的量子网络，以支持广泛的应用。正如该中心负责人、单光子检测技术开发者Gerald Buller教授所指出的，此次合作“建立在英国在量子研究方面的巨大优势之上”，并将把研究成果转化为可部署的基础设施。该中心的研究涵盖了从光子源和量子存储器到可切换组件和安全协议的网络堆栈的多个层面。
行业参与是该中心架构的核心。合作伙伴包括英国电信（BT）、东芝欧洲公司、空客公司（Airbus），以及像基于空间的光子纠缠量子通信（SPOQC）这样专注于卫星的量子通信项目。据英国电信光网络研究负责人Andrew Lord称：“量子网络远远超出了量子密钥分发的范畴，我们很高兴看到研究正朝着实现量子计算机之间量子连接的最终愿景迈进。”
技术开发与卫星集成
集成量子网络中心还在支持英国在量子卫星通信领域的雄心壮志方面发挥着作用，基于空间的光子纠缠量子通信等项目正在探索这一领域。这些举措旨在通过将基于卫星的系统与地面网络连接起来，扩展纠缠分发能力，使其超越陆地的限制，从而为未来的洲际量子网络奠定基础。
研究人员同时也在开发可扩展量子网络所需的基础技术，包括高性能量子光源、低噪声探测器和强大的量子开关。该中心还在与国家机构合作，制定新兴的量子安全通信标准。
集成量子网络中心的架构包括量子处理器之间的本地化链路、更广泛的基于光纤的网络，以及与卫星通信的集成。这些多尺度的能力预计将支持一系列的应用场景，从城市规模的量子密钥分发部署到全球范围的纠缠分发。该中心要解决的一个技术挑战是开发具有足够相干时间的量子存储器，使其能够作为中继器——这是扩展量子链路范围的关键组件。
此外，该中心还在为设计能够与现有光纤基础设施对接的协议做出贡献，同时确保与未来的量子硬件兼容。研究人员正在努力确保从传输协议到纠错机制的网络组件既符合当前的电信标准，又满足量子方面的要求。
国家层面的合作与生态系统建设
与此同时，相关各方正在努力使人才培养与研究需求相匹配。据赫瑞瓦特大学负责商业与企业事务的副校长Gillian Murray教授称，像集成量子网络中心这样的计划充当着“创新集群”的角色，在这些集群中，跨部门的合作可以支持劳动力的发展，并推动商业影响力。这其中包括国家量子技术计划（National Quantum
Technologies Programme）的贡献，该计划正在协调由英国研究与创新署资助的五个量子技术中心组成的网络，总投资额达1.06亿英镑（约合1.37亿美元）。
