有两种途径来解决这个问题：一个基于陆地，另一个基于空中。基于陆地的方案就是开发中继器的量子模拟物（analogues）。它需要一个能够存储传入信息的量子存储器（quantum memory），以及不会危及量子安全的发送方法。安全传输需要另一种量子特性：隐形传送。这是一种将一个粒子的量子态投影到在远处的另一个粒子上的方式，需要强调的是，被传送的不是粒子本身。去年，两个研究小组展示了在卡尔加里和合肥的两个大城市网络的远程传输的好处。至关重要的是，他们使用与现有电信网络中使用的波长相同的波长进行了实验，以确保新技术可用于现有的光纤基础设施。这个方法达到了期望的结果。

幽灵般的超距作用

另一个重点是在空中，在相似的距离内，不需要实际的光纤连接。量子态以这种方式的传送记录是 2012 年由研究者创造的，那时它们在加那利群岛上的两座距离 143km 的岛屿之间传输一条经过量子加密的信息。一个长期的目标就是将这个思想用在空间：对一个光子来说，空间中由整个地球大气层厚度引起的干扰相当于在地面由几公里空气造成的扰动。

去年八月，中国发射了由华为和联想等科技公司支持的量子密钥分配卫星——墨子。目前其目标是给北京--上海的网络提供到远在 3000km 以外的新疆乌鲁木齐的连接。新加坡、加拿大、日本、意大利以及美国也在努力发展量子通信卫星。一旦通过湍流空气、云层等媒介获取量子信号的挑战被解决，一个全球的量子网络将会很容易实现。

有了国家范围的量子网络以及量子卫星，不难设想出能够为每一条链路提供量子增强安全性的全球「量子互联网」。但是，允许发展这些网络的创新也是有用的，例如在量子计算设备内部或者之间传输信息：试想一下量子分布式计算和量子云计算。「正如互联网已经展示了连接许多标准计算机的力量」，MIT 的理论家 Seth Lloyd 说：「量子互联网有潜力改变人们以及组织之间协作和竞争的方式，这在保护隐私的同时建立了信任」。

然而并不是每个人都确信这一点。国防建设似乎已经被一些早期受挫的量子链路所推迟。量子通信的努力仍在进行中，例如美国陆军和海军在研究武器，但是空军科学顾问委员会的一个分析表明，「量子密钥分配 (QKD) 与传统的方式相比并没有多少优势」。并且怀疑者们确切地指出，加密并不是许多安全链中最薄弱的环节。

然而随着硬件的进步以及巨量投资的持续，量子网络或许开始看起来像一个战略必需品；这样的话，消费应用很可能会激增。为工业界指定全球标准的欧洲电信标准组织（ETSI）正在定义量子加密标准。ETSI 的科学家希望确保来自多个供应商的套件能够一起工作，并创建一个认证以使消费者能够得到一个被广泛认可的安全级别。小型化的努力也在进行中，因此很久之后量子设备可能会适合你的掌上电脑或者手机。

为什么所有人都在关注量子计算机？

科技巨头和新崛起的公司都涌入一个具有巨大潜力的技术

1981 年，理查德·费曼 (Richard Feynman) 在一次演讲中提出，能否将量子力学的奇妙属性用来解决当时的计算机不能解决的物理系统的模拟问题？此后其他人也开始研究这个问题。1985 年，目前任教于牛津大学的大卫·杜斯 (David Deutsch) 展示了如何把量子系统设置为一个「通用」计算机，也就是说，像现在的计算机一样可以运行任何程序 (这就是当时的量子图灵机模型)。尽管这很迷人，但是在那个时候是相当理论化的，因为涉及到的硬件没有人知道如何去组建。

真正使世人正身注意量子计算机的是彼得·秀尔 (Peter Shor) 在 1994 年发表的一篇论文，他当时在贝尔实验室工作。秀尔博士证明了量子计算机可以被用来进行一个很大的数字的质因数分解。这种分解在数学上是极其困难的，这个事实正是至今仍然在使用的加密协议的基础。