美國和歐盟在量子通信領域的一連串突飛猛進，使日本備感形勢緊迫。
實際上，日本政府和科技界一貫重視量子科技領域的研發(fā)攻關，并將量子技術視為本國占據(jù)一定優(yōu)勢的高新科技領域進行重點發(fā)展，重點引導。
制定長期發(fā)展路線圖
早在2000年，日本郵政省就將量子通信技術作為一項國家級高技術列入開發(fā)計劃，預備10年內投資400多億日元，主要致力于研究光量子密碼及光量子信息傳輸技術，并專門制訂了跨度為10年的中長期定向研究目標，計劃到2020年使保密通信網絡和量子通信網絡技術達到實用化水平，最終建成全國性高速量子通信網，實現(xiàn)通信技術應用上的飛躍，在競爭中占據(jù)先機。
在當年題為“創(chuàng)造面向21世紀劃時代的量子信息通信技術”的報告中曾明確指出，國家應該充實及完善該領域的研究開發(fā)體制, 并促進民間企業(yè)和大學等進行研究開發(fā)。
在接到該報告書后，郵政省正式啟動了研究和開發(fā)量子信息通信的活動。該技術的實用化預計會發(fā)生在2030~2100年。
當時，郵政省官員曾表示，量子信息技術開發(fā)單靠民間力量是難以推動的,應該由國家建立能夠使研究人員向同一方向、同一目標進行研究的體制。
事實上, 當時日本國內關于量子信息通信的研究, 已經由各通信設備制造商、大學及研究機構展開。不過當時的研究規(guī)模小，而且研究者之間并沒有建立橫向聯(lián)系。為此，郵政省成立了專門的“圓桌會議”來管理和協(xié)調整體的開發(fā)活動。
2000年以來，日本的一些著名大公司和高校，始終在堅持不懈地研發(fā)量子通信的高端技術與系統(tǒng)，即使是難度較大的量子密鑰生成攻關，亦進展顯著。
2002年，日本NTT公司曾研發(fā)出了差動移相量子密碼發(fā)送協(xié)議，并應用到試運行網絡上。
2004年，日本研究人員用防盜量子密碼技術傳送信息獲得成功，傳遞距離可達87公里。在這一年，日本NEC公司采用固化干涉裝，并改進了單光子探測器信噪比，使得量子密碼傳輸距離達到150公里。
隨后2005年，日本電氣公司開發(fā)出了一種即使氣溫與光纖長度等通信環(huán)境發(fā)生異常變化，其性能也不會降低的量子加密通信系統(tǒng)。同一年，日本松下電器產業(yè)和日本玉川大學利用光的量子擾動現(xiàn)象，試制出了一套防竊聽性能更高的光通信系統(tǒng)，傳輸距離為20公里。
2007年，日本一研究團體開發(fā)的量子密鑰技術，在現(xiàn)實條件下實現(xiàn)了信息經光纖的安全傳輸。2008年，日本東芝公司研究人員在量子密碼通信中將密鑰的傳輸速度成功提高，使其更實用化。
2009年，日本日立公司和東京大學科學家又共同開發(fā)出了可利用下一代高速大容量光通信的“相位調制技術”。
2010年，由日本NICT主導，聯(lián)合當時歐洲和日本在量子通信技術上開發(fā)水平最高的公司和研究機構，在東京建成了6節(jié)點城域量子通信網絡——“Tokyo QKD Network”。東京網在全網演示了視頻通話，并演示網絡監(jiān)控。
2011年，日本研究小組將量子密碼技術應用于電視會議系統(tǒng)，充分實現(xiàn)了世界上最快的密鑰生成速度。
盡管日本對量子通信技術的研究晚于美國和歐盟，但相關研究發(fā)展迅速。在國家科技政策和戰(zhàn)略計劃的支持和引導下，日本科研機構的研發(fā)積極性高漲，投入了大量研發(fā)資本積極參與和承擔量子通信技術的研究工作，實際地介入到量子通信技術的研發(fā)和產業(yè)化開發(fā)當中。
專利量大質優(yōu)
數(shù)年前，日本提出了以新一代量子通信技術為對象的長期研究戰(zhàn)略，并計劃在2020~2030年間建成絕對安全保密的高速量子通信網。
目前，日本每年投入2億美元，規(guī)劃在5至10年內建成全國性的高速量子通信網。不僅如此，日本的國家情報通信研究機構（NICT）也啟動了一個長期支持計劃。日本國立信息通信研究院也計劃在2020年實現(xiàn)量子中繼，到2040年建成極限容量、無條件安全的廣域光纖與自由空間量子通信網絡。
高強度的研發(fā)投入，“產官學”聯(lián)合攻關的方式極大推進了研究開發(fā)，推動了量子通信的關鍵技術如超高速計算機、光量子傳輸技術和無法破譯的光量子密碼技術的攻關和實用化、工程化探索，在量子通信專利申請上成績顯著。
比如NEC、東芝、日本國立信息通信研究院、東京大學、玉川大學、日立、松下、NTT、三菱、富士通、佳能、JST等，各大企業(yè)和科研機構在量子通信領域的專利申請量居全球領先，專利質量較高，技術水平突出。
就目前而言，在量子通信領域的研究優(yōu)勢上，日本主要集中在延長量子通信傳輸距離、提高信息傳輸速度和改進量子通訊的加密協(xié)議等方面。
由量子通信申請的專利來看，其主要特征表現(xiàn)為：量子通信的應用技術繁多，特定技術領域的專利占有率高，海外專利申請意識較強，且相關技術大多可直接根植于通信產品中，具有很強的實用性和市場推廣潛力。
此外，日本格外注重采用積極的專利保護策略，通過全面申請PCT專利對其持有的量子通信核心技術進行保護。■