量子通信领域两项全新SQuaD应用路线图发布
2026年4月7日——强大的量子计算机最早可能在2030年代就具备破解现行加密算法的能力。这对敏感数据通信构成重大风险。在此背景下,基于量子力学原理实现传输路径物理安全的量子密钥分发(QKD)技术,为绝密信息传输提供了可行方案。因此,该技术被列为德国2025年7月通过的《高科技议程》中重点支持的核心技术之一。在此背景下,弗劳恩霍夫系统与创新研究所在2026年4月初发布了两份新报告,详细分析了QKD应用案例的创新潜力与关键挑战。
在《量子密钥分发光源——技术概览与未来展望》路线图中,研究人员系统梳理了离散/连续变量QKD的相干激光源、通过参量荧光(自发参量下转换SPDC)和四波混频(FWM)生成光子对的技术、量子点光源及其他确定性发射器。研究表明,目前成熟的激光源仍主导QKD系统,但光子对生成技术(尤其在基于纠缠态的QKD领域)发展迅速。量子点与其他确定性单光子源有望支撑未来高级协议和量子网络,但仍需在电信兼容性与成本方面取得突破。商业化应用还需满足稳健性、高重复率、集成潜力与成本效益等要求,同时组件规格认证、可溯源性计量、标准化表征及与探测器的系统级协同优化也至关重要。
《量子密钥分发光子探测器——技术概览与未来展望》路线图则聚焦硅单光子探测器(SPD)、砷化铟镓/磷化铟SPAD(InGaAs/InP-SPAD)和超导纳米线单光子探测器(SNSPD)等DV-QKD核心探测技术。探测器选择需综合考虑应用场景、传输距离、密钥速率、成本及集成需求。报告评估了这些探测器在光纤、自由空间和卫星链路的适用性,揭示了性能、运维成本间的关键平衡点。研究表明:SNSPD虽需低温冷却,但能实现最高密钥速率和最远传输距离;硅SPAD技术成熟、性价比高,适用于自由空间和短程链路,却不兼容光纤通信标准电信波长;InGaAs/InP-SPAD在电信波长下对光纤/自由空间链路提供性能与部署性的平衡方案,但探测效率较低且噪声较大。QKD探测器选择应基于具体应用场景(特别是距离与密钥速率要求),同时兼顾成本、冷却和集成限制。该领域预计将迎来更多技术突破。


