量子技术的太空竞赛时代已经拉开序幕，美国尚在观望？

欧洲正在大张旗鼓地加入到将量子技术投入到太空的竞赛当中，有不少于三个公私合营企业计划发射量子通信卫星。大西洋彼岸的趋势引出了一个显而易见的问题：美国在这场竞赛中处于什么位置，自从中国在2016年发射第一颗量子卫星以来，他们一直占据主导地位。这个问题的答案具有战略和技术意义。

量子卫星利用量子物理学中密不可分或"纠缠"的光子，与地面站进行通信。量子纠缠的链接可以让信息以光速传送，不过却也同时意味着，任何试图拦截信号的行为都可能会立即阻断链接，让黑客有机会发起攻击。量子通信卫星不仅将成为未来量子互联网的枢纽，而且，将成为传输机密数据和通信的防黑客网络的枢纽，更不用说将成为空间领域主导权的一个组成部分的指挥和控制架构。

上个月，欧洲航天局宣布了一项计划，由20家公司组成的财团将在2024年发射一颗量子卫星。该卫星将使用量子密钥分配（QKD）技术。有了这种技术，交换只有通过共享方之间知道的加密密钥。这款卫星将用于欧洲量子安全通信网络，在低地球轨道（LEOLEO 0.0%）飞行，并将与设在卢森堡的运营中心连接。

早在2月，总部位于新加坡的航空航天公司Spe Qtral也宣布，它将在新加坡空间技术和工业办公室以及法国航空航天公司泰利斯的帮助下，在2024年发射其第一颗QKD卫星SpeQtral-1。维珍轨道公司在这方面同样不甘落后，与英国公司Arqit Quantum合作，从2023年开始发射不少于五颗低地轨道QKD卫星。有趣的是，这些发射将为潜在的政府客户提供Arqit的"联合量子系统"，该系统目前只提供给五眼国家的国防部门使用。

QKD是一项成熟的技术：像瑞士的ID Quantique和澳大利亚的QLabs这样的公司多年来一直为客户提供量子加密服务（完全公开：两者都是哈德逊研究所量子联盟倡议的特许成员）。在太空中部署该技术更为棘手，所有这些卫星项目都将是实验性的--至少在一开始。但正是中国在2016年发射了第一颗量子卫星，被称为Micius，一年后用它来确定如何在相距1200多公里的地面站之间实现长距离的QKD通信。7月，中国送上了第二颗量子加密卫星，据说质量是其2016年前身的六分之一。

此外，据《科学日报》报道，8月，中国在轨的天宫二号空间实验室向四个地面站传输了量子加密密钥--同样的地面站能够从在轨的Micius卫星上接收量子密钥，该卫星将空间站作为中继器。

所有这些都是朝着建立一个横跨一系列轨道的量子加密兼容卫星星座的方向迈出的步骤，传递远距离通信，对那些不了解量子密钥的人来说是不可破解和不透明的。

那么，在这一切中，美国在哪里呢？奇怪的是，尽管有史以来第一个QKD网络是由国防部高级研究计划局在2003年创建的，但我们的政府，特别是我们的国家安全局对基于纠缠的通信和QKD的可能性基本上没有兴趣，同时暗示中国对该技术的兴趣是在浪费时间和金钱。最近，空军研究实验室资助了关于使用无人机进行量子纠缠网络的研究，但那些监督这些努力的人不认为使用只有在卫星和地面站完全一致的情况下才能工作的量子技术对目前的系统有什么改进。

尽管拜登总统在8月签署的《2022年美国CHIPSHIPS-0.5%和科学法案》每年为量子计算和网络拨款超过1.53亿美元，但它不可能鼓励更多的工作，自然没有激励在空中建立基于QKD的系统。

然而，如果中国和欧洲人能够证明，利用连接到多个地面站的多颗卫星能创建一个真正的基于QKD的网络，构建一个让即使是最复杂的黑客也无法达到的网络，那么，这种态度可能不得不改变。

综上所述，如果美国要进入量子卫星竞赛，它不太可能自己去做。相反，那些希望看到美国利用这一新兴技术对决的人将需要鼓励一个外国伙伴站出来，提出帮助激励我们的科学家、工程师和最终的政府来实现下一个伟大的量子飞跃，这次是进入太空领域。

福布斯2022年10月20日阿瑟-赫尔曼的文章