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中国院士:中国量子通信技术至少10年内仍领先全球

2017-10-12 14:41:46  中国科学报    参与评论()人

日前,在量子保密通信“京沪干线”技术验证及应用示范活动现场,“京沪干线”项目首席科学家、中科院院士潘建伟表示,目前中国量子通信技术领先国际相关技术水平5年,并将在未来10到15年持续保持领先。

潘建伟表示,目前日本、欧洲都已启动量子通信研究计划,但在数量级、时间、空间等层面,中国量子通信技术均领先国际相关研究四五年,并将在未来很长一段时间内继续保持领先。

量子卫星效果图

量子卫星效果图

“下一步我们走得非常快,地面试验证明,将来发射量子卫星白天也可以工作;通过计算,未来高轨卫星也可以工作。”

潘建伟表示,至少在未来10到15年内,我国量子通信技术会一直保持国际领先水平。

据介绍,此次京沪干线技术验证,是在合肥、济南等地相继建立城域量子通信网络后开展的。

在验证相关技术的同时,研究团队还征集了银行等相关用户的具体需求,将技术验证与应用示范紧密结合,成功渡过了产业转化中的“死亡之谷”。

虽然国内量子通信技术发展迅猛,但潘建伟也强调,量子通信技术实现广泛应用还需要一定时间。“我们希望在国家支持下,由中科院牵头建立一个覆盖全国的多横多纵量子网络。”

潘建伟表示,通过技术发展大幅降低成本,量子通信技术有望“再过10到15年,进入千家万户”。

【相关阅读】外媒:中国实现世界首次洲际量子通信

参考消息网10月1日报道 外媒称,借助“墨子号”量子通信卫星,中国与奥地利的科学家首次实现洲际量子保密视频通话。

据俄新社9月29日报道,中国科学院的科学家们说:“在“墨子号”卫星发射后的一年里,我们在构建‘量子网络’之路上迈出了三大步。我们成功地实现了从卫星到地面1200公里距离的量子密钥分发、从地面到卫星的量子隐形传态,以及进行量子保密视频通话的第一组实验。得益于此,我们将通信质量提高到光纤通信的20倍。”

“墨子号”卫星

“墨子号”卫星

报道称,量子纠缠现象是当代量子技术的基础。这种现象在量子通信系统中发挥着重要作用。由于量子态的不可复制性,量子通信系统保证了信息的不可窃听和不可破解。如今欧洲、中国和美国都在积极研发量子通信系统。

近年来,俄罗斯科学家及国外同行建造了数十个量子通信系统,能在200-300公里的距离内交换信息。将这些系统拓展至跨国和洲际规模的尝试遇到了难以逾越的阻碍,因为光纤传输的光子损耗率太高。

报道称,出于这个原因,很多研究团队开始考虑将量子通信系统搬到太空,借助卫星修复或强化纠缠态光子之间“看不见的联系”。首颗量子通信卫星已经在轨道上运作,它就是中国于2016年8月发射的“墨子号”卫星。

中科院称,“墨子号”第一次用于实际通信。中科院院长白春礼与奥地利科学院院长安东·蔡林格进行了世界首次洲际量子保密视频通话。

中科院院长白春礼

中科院院长白春礼

报道称,这次通话使用的量子密钥先通过“京沪干线”北京控制中心与“墨子号”卫星河北兴隆地面站连接,然后通过“墨子号”进入奥地利地面站。“京沪干线”是一条连接北京、上海并贯穿济南和合肥的量子通信骨干网络。拥有量子通信地面站的维也纳和格拉茨之间也有类似的网络。这些网络和“墨子号”帮助在北京和维也纳之间建立了连接,从而实现两位科学家的量子保密视频通话。

中科院表示,中国科学家在不远的将来会携手俄罗斯、新加坡、意大利和德国的同行进行类似实验。

另据英国《独立报》网站9月29日报道,奥地利和中国的科学家进行了全球首次使用量子技术加密的洲际视频通话。

中国科学院发布的一份新闻稿称:“私密及安全的通信是人类的基本需要。特别是在互联网使用呈几何级数增长的情况下,建立一个对数据进行全球性保护的安全网络至关重要。”

新闻稿称:“传统公钥加密通常依赖特定数学函数的求解难度。相比之下,量子密钥分发采用处于叠加态的单个光量子(单个光子)来确保相互远离的各方之间的无条件安全性。”

量子密钥(概念图)

量子密钥(概念图)

中科院称,技术原因此前将这种通话限制在数百公里的距离内,但该院发现了“该问题的一个有前景的解决方案”,方案涉及一颗“被命名为‘墨子号’的先进卫星”。

报道称,这颗卫星配有一个诱骗态量子密钥分发光源、一个量子纠缠源以及量子隐形传态接收和分析装置。此外,中方还在西藏等地建造了5个地面站。

中科院称,目前正对这种加密通信系统进行测试,以便“政府、银行、证券和保险企业能在现实中加以运用”。


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(责任编辑:刘申 CM031)
 
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