又一張電信了!
中科大半夜宣布:中國科研人員成功打造全球首個天地一體化量子通訊網路。
這一最新進展由中國科學技術學院潘建偉、陳宇翱、彭承志率領的研究小組在《》雜志上發表了題為「跨越4600公里的天地一體化量子通訊網路」(Anspace-to-over4,600)的論文。
4600公里!全球首個星地量子通訊網:「墨子號」牽手「京滬干線」
與常規加密不同,量子通訊是不可入侵的,被覺得是工行、電網和其他產業安全信息傳輸的未來。
量子通訊的核心是量子秘鑰分發(QKD),它通過使用粒子(比如光子)的量子狀態來產生一串零和一的字符。任何在發送者和接收者之間進行的監聽就會改變該串或秘鑰,因而人們會立刻發覺問題。
到目前為止,最常見的量子秘鑰分發技術主要有光纖和自由空間兩種實現方法。
光纖QKD技術具有很高的穩定性,不易受天氣等環境誘因的影響,可以實現基本恒定的安全分辨率,在城域城際范圍內可以便捷的聯接到千家萬戶量子通訊潘,但信道耗損很大。
倘若實現超遠距離、島嶼、移動目標等光纖資源受限的場景,就須要借助衛星和地面站之間的自由空間進行千公里級別的傳輸,通過將地面光纖和自由空間的結合,才能實現大規模、全覆蓋的量子通訊網路。
潘建偉研究團隊在《》雜志上發表的論文對量子通訊網路的最新成果進行了一個系統性總結。
中科大研究人員在量子保密通訊滬寧干線與「墨子號」量子衛星成功對接的基礎上,集成了700多條地面光纖量子秘鑰分發鏈路和兩個星地自由空間高速QKD鏈路的廣域量子通訊網路。
圖源:中國科學技術學院
最新的量子通訊網路實現了地面跨徑4600公里的星地一體的大范圍、多用戶量子秘鑰分發。
與此同時,這一網路進行了歷時三年多的穩定性和安全性測試、標準化研究以及政務金融電力等不同領域的應用示范。
在過去的幾年中,中科大的研究團隊對集成網路的不同部份進行了廣泛的測試和改進。
此次建立的量子通訊網路是大尺度網路,包含了4個城市光纖量子網路、1個遠距離光纖骨干網路和2個高速衛星-地面鏈接通路。
同時,星地之間的安全秘鑰速度也提高了40倍,達到47.8kbps,可以說是目前最高效的量子通訊網路。
該研究團隊還使用了名為QKD(TF-QKD)的新技術,將地面QKD記錄推到了500多公里。
最新的量子通訊網路實現了地面跨徑4600公里的星地一體的大范圍、多用戶量子秘鑰分發。
與此同時,這一網路進行了歷時三年多的穩定性和安全性測試、標準化研究以及政務金融電力等不同領域的應用示范。
150多家行業用戶接入,廣域量子通訊網為未來研究提供「天地實驗室」
星地量子通訊網的最新成果證明了廣域量子保密通訊技術在實際應用中的條件已初步成熟。經過20多年的努力,中國在量子通訊方面實現了從跟挪到領跑的重大轉變。
2016年,中國發射了世界上第一顆量子通訊衛星「墨子號」,并通過兩顆衛星實現了量子秘鑰分發相距地面站2600公里。
2017年9月,上海和北京之間的量子秘鑰分發干線超過2000多公里,覆蓋四省三市共32個節點,是目前世界上最遠距離的基于可信中繼方案的量子安全秘鑰分發干線。
量子保密通訊滬寧干線可以抵擋目前所有已知的量子黑客功擊方案,同時它的秘鑰分發量可以支持1.2萬以上用戶同時使用。
目前,中科大建立的全球首個天地一體化量子通訊網路早已接入包括金融、電力、政務等150多家行業用戶量子通訊潘,廣域量子通訊網路的雛型已基本產生。
未來,廣域量子通訊網路可進一步加快量子通訊在多種場景的廣泛應用。
地面網路與量子衛星結合,為超大尺度量子干涉的相關實驗提供了有利基礎,也為相對論、引力波等科學研究提供了遼闊的「天地實驗室」。
《》雜志審稿人表示,「這是月球上最大、最先進的量子秘鑰分發網路,是量子通訊巨大的工程性成就」。
「量子之父」潘建偉:讓量子通訊馳騁于天地之間
凡是對量子熱學和量子估算有所關注的人,不可能不曉得潘建偉。
結業于中科大近代化學系,在法國完成博士學位的潘建偉,2001年起一手搭建起了中國的量子實驗室。
那位中國科學技術學院的院長,中國科大學教授,經常被稱為「中國量子之父」——他當之無愧。
潘建偉的團隊2003年開始研究量子衛星。全球首顆量子衛星「墨子號」在蘭州衛星發射中心發射升空讓更多的人認識到了量子熱學的妙用,同時也認識了那位偉大的量子熱學家。
不僅衛星,量子通訊也實現了實際運用。全長2000多公里的量子通訊滬寧干線全線貫通,采用光纖傳輸量子訊號,實現兩地量子保密通訊,同時它的上海接入點與墨子號衛星聯接,突破了地面光纖傳輸的距離弱項。
潘建偉團隊一系列的科研成果使我國量子保密通訊的實驗研究和應用研究處于國際領先水平。這讓更多的人相信,量子通訊實現全球覆蓋將成為可能。
可以說,潘建偉是一位手握量子「秘鑰」的科學家。
潘建偉和研究團隊取得的重大成果紛紛得到了網友們的贊美和肯定。
「加油,中國科研力量!」
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