OFC2025：量子技術(shù)將成為焦點(diǎn)

  ICC訊  三月底，光纖通信會(huì)議（OFC）在舊金山舉行年度會(huì)議，慶祝其成立50周年。會(huì)議期間，量子計(jì)算技術(shù)作為新興技術(shù)將登上舞臺(tái)中央。

  今年的盛會(huì)恰逢聯(lián)合國(guó)宣布2025年為國(guó)際量子科學(xué)與技術(shù)年。去年6月，聯(lián)合國(guó)大會(huì)（UNGA）在聯(lián)合國(guó)教科文組織的支持下，將2025年宣布為“國(guó)際量子科學(xué)與技術(shù)年（IYQ）”。

  OFC將舉辦一場(chǎng)專題研討會(huì)，旨在涵蓋該領(lǐng)域的許多新進(jìn)展，特別是與量子通信和量子計(jì)算光子學(xué)相關(guān)的內(nèi)容。

  墨爾本工程學(xué)院副院長(zhǎng)兼教授、OFC技術(shù)項(xiàng)目委員會(huì)成員Elaine Wong表示，量子是今年OFC展會(huì)的一大重點(diǎn)，展會(huì)的項(xiàng)目主席們希望了解它將如何與展會(huì)的其他部分相互交織。她說(shuō)：“為紀(jì)念量子年舉辦了各種慶祝活動(dòng)，包括展會(huì)上計(jì)劃的專題研討會(huì)。這一點(diǎn)值得重點(diǎn)關(guān)注，但顯然，我們也在慶祝OFC成立50周年。”

  量子發(fā)展勢(shì)頭正盛

  量子計(jì)算行業(yè)的發(fā)展持續(xù)升溫。一個(gè)顯著的發(fā)展趨勢(shì)是傳統(tǒng)光學(xué)供應(yīng)商與量子領(lǐng)域成員的合作。

  像PacketLight這樣的傳統(tǒng)光學(xué)供應(yīng)商在量子密鑰分發(fā)（QKD）領(lǐng)域一直很活躍。他們最近通過(guò)與東芝合作，展示了基于密集波分復(fù)用（DWDM）鏈路的量子密鑰分發(fā)，凸顯了人們對(duì)量子通信網(wǎng)絡(luò)日益增長(zhǎng)的興趣。

  PacketLight和東芝團(tuán)隊(duì)驗(yàn)證了量子通信系統(tǒng)與光網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的兼容性。通過(guò)一系列詳細(xì)評(píng)估，他們展示了在傳輸大量傳統(tǒng)DWDM數(shù)據(jù)信號(hào)的同時(shí)進(jìn)行量子密鑰分發(fā)，并展示了使用QKD加密的量子安全數(shù)據(jù)傳輸。這朝著量子通信的實(shí)際應(yīng)用邁出了一步。

  其他新興供應(yīng)商也在努力籌集資金，以推進(jìn)他們的愿景。

  總部位于以色列的光子量子計(jì)算機(jī)技術(shù)公司Quantum Source宣布，已完成5000萬(wàn)美元的A輪融資，使其總?cè)谫Y額超過(guò)7700萬(wàn)美元。

  微軟Azure硬件系統(tǒng)與基礎(chǔ)設(shè)施光學(xué)技術(shù)首席硬件架構(gòu)師、OFC會(huì)議主席Fotini Karinou表示，服務(wù)提供商、新興供應(yīng)商以及研究和教育機(jī)構(gòu)都在不斷涉足量子領(lǐng)域。她說(shuō)：“目前的重點(diǎn)是如何制造系統(tǒng)和硬件，以便在標(biāo)準(zhǔn)電信信道中試用量子信道。電信運(yùn)營(yíng)商和系統(tǒng)供應(yīng)商正變得活躍起來(lái)?！?

  量子領(lǐng)域的合作

  隨著量子技術(shù)的不斷發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視創(chuàng)造新的合作環(huán)境。

  量子公司自身也在加大合作力度。量子計(jì)算公司ORCA Computing正在領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)合作研發(fā)聯(lián)盟，開(kāi)發(fā)多路復(fù)用技術(shù)，以推進(jìn)用于量子計(jì)算和數(shù)據(jù)中心的量子網(wǎng)絡(luò)。

  ORCA Computing與其他領(lǐng)先的量子專家公司和組織密切合作，包括東芝歐洲公司、Bay Photonics、倫敦帝國(guó)理工學(xué)院和倫敦大學(xué)學(xué)院。他們共同開(kāi)發(fā)用于大規(guī)模量子數(shù)據(jù)傳輸?shù)南冗M(jìn)多路復(fù)用和交換技術(shù)，旨在將量子計(jì)算擴(kuò)展到商業(yè)應(yīng)用所需的水平。

  另一個(gè)值得關(guān)注的發(fā)展是量子創(chuàng)新中心的建立。就像加利福尼亞州的硅谷崛起一樣，世界各地的城市和地區(qū)都希望成為量子技術(shù)發(fā)展和商業(yè)的目的地。

  在美國(guó)，包括伊利諾伊州（芝加哥量子交易所）、科羅拉多州（Elevate Quantum）、田納西州（查塔努加量子合作組織）、馬里蘭州（量子之州）、康涅狄格州（QuantumCT）、馬薩諸塞州（量子綜合體）在內(nèi)的幾個(gè)州，正在創(chuàng)建量子中心，作為美國(guó)商業(yè)計(jì)劃的一部分，這些中心被指定為技術(shù)中心。

  例如，田納西州查塔努加的量子合作組織為企業(yè)提供了一個(gè)試驗(yàn)平臺(tái)，用于構(gòu)建、測(cè)試和完善量子技術(shù)（包括設(shè)備和軟件）的商業(yè)化。查塔努加量子合作組織（CQC）正在利用新的量子資源。其中包括EPB的量子基礎(chǔ)設(shè)施和由Qubitekk提供支持的EPB量子網(wǎng)絡(luò)，為企業(yè)、學(xué)術(shù)和政府組織優(yōu)化量子效益做好準(zhǔn)備。

  同樣，歐洲國(guó)家也在積極參與量子領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)。

  在德國(guó)，慕尼黑量子谷（MQV）正在巴伐利亞州推動(dòng)量子科學(xué)和量子技術(shù)發(fā)展，其主要目標(biāo)是開(kāi)發(fā)和運(yùn)營(yíng)具有競(jìng)爭(zhēng)力的量子計(jì)算機(jī)。根據(jù)MQV網(wǎng)站介紹，它連接了研究機(jī)構(gòu)、企業(yè)、資助者和公眾。

  此外，漢堡最近推出了一個(gè)聯(lián)盟，重點(diǎn)推進(jìn)漢堡全棧計(jì)劃。

  吸引量子領(lǐng)域參與

  雖然OFC并非傳統(tǒng)的量子網(wǎng)絡(luò)展會(huì)，但組織者在吸引更多公司參展方面取得了成功。

  Elaine Wong說(shuō)：“自2023年以來(lái)，量子主題展區(qū)越來(lái)越受關(guān)注。所有跡象都表明，量子領(lǐng)域的從業(yè)者通常不會(huì)參加OFC，所以我們成了另一個(gè)合作渠道?！?

  Karinou也認(rèn)為，吸引量子領(lǐng)域的人來(lái)參加OFC并不容易，但形勢(shì)正在發(fā)生變化。她說(shuō)：“讓量子領(lǐng)域的人來(lái)參加OFC一直是個(gè)挑戰(zhàn)。自2023年以來(lái)，我們一直在努力，通過(guò)圍繞量子主題舉辦特別會(huì)議，吸引量子公司展示他們的設(shè)備、系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)?！?

  隨著安全成為量子計(jì)算的關(guān)鍵問(wèn)題，量子密鑰分發(fā)（QKD）成為一項(xiàng)關(guān)鍵進(jìn)展。QKD如今已在亞洲和歐洲得到應(yīng)用，它提供了一種安全傳遞加密密鑰的方法，密鑰比特在單光子層面進(jìn)行安全編碼。

  每個(gè)光子通過(guò)光纖鏈路發(fā)送。量子力學(xué)保證，任何觀察一個(gè)或多個(gè)光子的竊聽(tīng)者都會(huì)改變編碼信息，因此攻擊者無(wú)法復(fù)制、克隆或讀取這些信息。

  Karinou說(shuō)：“我們將繼續(xù)強(qiáng)調(diào)量子密鑰分發(fā)，因?yàn)檫@是最相關(guān)的應(yīng)用?！?

  她補(bǔ)充道：“為量子技術(shù)開(kāi)發(fā)的任何成果都可用于經(jīng)典通信，所以我認(rèn)為這在OFC上會(huì)越來(lái)越受關(guān)注?！?

  量子的增長(zhǎng)潛力

  雖然量子領(lǐng)域仍可被視為新興市場(chǎng)領(lǐng)域，但行業(yè)觀察家看到了其增長(zhǎng)潛力。Acumen Research和Hyperion Research的報(bào)告給出了短期和長(zhǎng)期目標(biāo)。

  根據(jù)Acumen Research的預(yù)測(cè)，到2032年，量子計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到421億美元，2023年至2032年的復(fù)合年增長(zhǎng)率為36.4%。

  從地區(qū)角度來(lái)看，這家研究公司注意到北美和亞太地區(qū)的增長(zhǎng)。2022年，北美地區(qū)在量子計(jì)算市場(chǎng)占據(jù)超過(guò)47%的份額，而亞太地區(qū)量子計(jì)算市場(chǎng)在2023年至2032年期間的復(fù)合年增長(zhǎng)率將超過(guò)37.8%。

  此外，從應(yīng)用角度來(lái)看，機(jī)器學(xué)習(xí)領(lǐng)域在2022年占據(jù)了38%的最高收入份額。按終端用途劃分，預(yù)計(jì)銀行、金融服務(wù)和保險(xiǎn)（BFSI）領(lǐng)域在預(yù)測(cè)期內(nèi)將以37.2%的驚人復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。

  Hyperion Research也看好量子市場(chǎng)，預(yù)計(jì)到2026年市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)15億美元。在2023年底的Q2B硅谷會(huì)議上，這家研究公司警告稱，“預(yù)測(cè)太遠(yuǎn)的未來(lái)是有風(fēng)險(xiǎn)的”，因?yàn)榇嬖谔辔粗蛩?。然而，它指出，政府、企業(yè)和學(xué)術(shù)界對(duì)量子的興趣日益濃厚，這表明人們的關(guān)注度在不斷提高。

  OFC專題研討會(huì)將展示量子技術(shù)

  在OFC期間，參會(huì)者可以參加“量子年：量子通信的應(yīng)用、架構(gòu)和使能技術(shù)”（The Year of Quantum: Applications, Architectures and Enabling Technologies for Quantum Communication）專題研討會(huì)。

  該研討會(huì)由來(lái)自加拿大滑鐵盧大學(xué)、斯坦福大學(xué)、加州大學(xué)洛杉磯分校、Xanadu Quantum Technologies以及中國(guó)BAQIS等多所大學(xué)和公司的代表牽頭，將聚焦以下幾個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域：

  - 使能技術(shù)：研討會(huì)將重點(diǎn)介紹單光子探測(cè)器、單光子和糾纏光子源、量子中繼器和存儲(chǔ)器、量子光子集成電路平臺(tái)的新進(jìn)展，以及它們對(duì)架構(gòu)和協(xié)議的影響。

  - 密碼學(xué)：專家小組將探討基于連續(xù)變量和離散變量（CV和DV）的量子通信和密碼系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)中的互操作性和集成，以及混合編碼的嘗試。

  - 新興應(yīng)用領(lǐng)域：演講將探討自由空間和基于衛(wèi)星的量子通信。