量子通信是事關國家信息和國防安全的戰略性領域，且有可能改變未來信息產業的發展格局，因此，其不可避免地成為世界主要發達國家及地區如美國、歐盟、日本等優先發展的信息科技和產業高地。
在美國，對量子通信的理論和實驗研究開始得較早，并最先被列入到國家戰略、國防和安全的研發計劃。
提前布局 搶占先機
上世紀末，美國政府便將量子信息列為“保持國家競爭力”計劃的重點支持課題。而隸屬于政府的美國國家標準與技術研究所（NIST）則將量子信息作為三個重點研究方向之一。
隨后，美國加州理工大學、麻省理工學院和南加州大學聯合成立了量子信息與計算研究所，直接歸美國軍隊研究部門管轄，從屬于美國國防部高級研究計劃司超大規模計算工程系統。體制上的規劃與布局，為各機構與部門間的研發鋪平了道路。
早在1989年，美國IBM公司在實驗室中以10 bit/s的傳輸速率成功實現了世界上第一個量子信息傳輸，雖然傳輸距離只有32公分，但卻拉開了量子通信實驗研究的序幕。
1994年，美國國防高級研究計劃局便開始著手，用3~5年的時間全面推進量子通信技術方面的研究，而且已經通過軍隊實施了相應方式的向戰場和向全球傳輸報文能力的量子通信計劃。
在大量科研資源與研發力量投入的情況下，美國在量子通信研究方面取得了一系列的突破。2000年，Los Alamos國家實驗室宣布，他們于全日照條件下實現了1.6公里自由空間的量子密鑰分發，使量子通信向實用工程化邁進了一大步。
2002年，美國國家科學基金會投資5000萬美元對量子通信進行研究。2003年，美國國防部高級研究計劃署又領銜建設了DARPA量子通信技術試驗網絡。2004年，美國馬薩諸塞州劍橋城正式投入運行了世界上第一個量子密碼通信網絡，網絡傳輸距離約為10公里。
2006年，Los Alamos國家實驗室基于誘騙態（Decoy-state）方案實現了能保證絕對安全的107公里光纖量子通信實驗。2007年，美國科學家讓兩個獨立原子實現了量子糾纏和遠距離量子通信。
隨后，美國國防部高級研究計劃署和 Los Alamos 國家實驗室于 2009 年分別建成了兩個多節點量子通信互聯網絡，并與空軍合作進行了基于飛機平臺的自由空間量子通信研究。
而由美國國防部高級研究計劃署支持，BBN公司（具有很強的軍方特色）技術部聯合波士頓大學與哈佛大學，共同開展了量子保密通信與IP互聯網結合的五年試驗計劃。該計劃主要內容是以BBN技術部、波士頓大學和哈佛大學作為三個節點，以構建融合現行光纖通信網、互聯網和量子光通信的量子互聯網，并在此基礎上實現保密通信。
2009年，美國政府發布的信息科學白皮書中明確要求，各科研機構協調開展量子信息技術研究。同年，美國國防部高級研究計劃署建成了城域量子通信演示網。與此同時，美國麻省理工學院科學家繼續在冷原子中量子存儲和波動研究領域做出新的突破，這方面的技術恰是設計量子信息網絡的關鍵。
美國2010年在量子源產出的單光子波長轉換、2011年在單量子位處理量子信息，以及2012年法國和美國在驗證傳輸光的原子和粒子之量子行為關系等方面，成果卓著。
不僅如此，在美國國防部2013年至2017年科技發展“五年計劃”中，“量子信息與控制技術”已被列為未來重點關注的六大顛覆性研究領域，同時將IBM、美國國防部高級研究計劃署、中國科學技術大學、美國洛克希德馬丁公司和日本NTT公司列為該領域的重要研究機構；美國國防部支持的“高級研究與發展活動”（ARDA）計劃到2014年將量子通信應用拓展到衛星通信、城域以及長距離光纖網絡。
如今，量子技術已經成為美國軍方六大技術方向之一，即對未來美軍的戰略需求和軍事任務行動能產生長期、廣泛、深遠、重大的影響。
在這一路線規劃的指引下，2014年，美國國家航空航天局（NASA）正式提出了在其總部與噴氣推進實驗室（JPL）之間建立一個直線距離600公里、光纖皮長1000公里左右的包含10個骨干節點的遠距離光纖量子通信干線的計劃，并計劃拓展到星地量子通信。
同一年，全球最大的獨立科技研發機構美國Battelle公司也提出了商業化的廣域量子通信網絡規劃，計劃建造環美國的萬公里量子通信骨干網絡，為谷歌、IBM、微軟、亞馬遜等公司的數據中心之間提供量子通信服務。
未來發展 前景廣闊
美國的量子通信發展注重技術研發和應用，量子通信產業已滲透到美國國家發展的各個層面，包括國防、外交、經濟、信息、社會等不同領域的內容。
當前，以美國為代表的世界主要軍事強國關注的量子科技發展動向主要涉及量子通信、量子計算及量子密鑰等領域。美國國防部高級研究計劃署啟動了多項量子通信方面的相關研究計劃，對其開展了廣泛探索。可以說，量子通信技術在軍事應用方面有著無與倫比的廣闊前景。
在量子通信領域未來發展規劃下，美國Los Alamos國家實驗室正在創建一套輻射狀的量子互聯網，同時美國非常重視量子計算機領域的技術拓展，谷歌、微軟、IBM都已投入研究量子計算機技術，以量子計算機技術研究為突破點，延伸到物質科學、生命科學、能源科學領域，形成規模優勢。■