【環球網科技報導記者林迪】5月12日消息,記者從中國科學技術學院(以下簡稱為“中科大”)官網了解到,中國科學技術學院潘建偉及其朋友彭承志、徐飛虎等借助“墨子號”量子科學實驗衛星,在國際上首次實現量子安全時間傳遞的原理性實驗驗證,為未來建立安全的衛星導航系統奠定了基礎。
目前,該成果已于2020年5月11日發表在國際學術著名刊物《自然·物理》上。
據了解,高精度時間傳遞是日常生活中導航、定位等應用的核心技術。現階段廣泛采用的時間傳遞技術主要包括衛星導航定位系統時間傳遞、光纖網路時間傳遞等方案。近些年來,時間傳遞的安全性得到了廣泛關注。各類網路系統,比如計算機網路、金融交易市場、電力能源網路等,都須要統一的時間基準。若果這種系統遭遇到惡意功擊,其造成的時間錯誤將會導致網路崩潰、導航定位錯誤等重大安全性事故。但是,當前廣泛使用的時間傳遞技術面臨著數據篡改、信號誤導等各類功擊的潛在風險。
如今,量子通訊技術為安全時間傳遞帶來了新的解決方案。基于量子不可克隆原理,以單光子量子態為載體的時間傳遞技術可以從根本上保證訊號傳輸過程的安全性。
據報導,潘建偉團隊首次提出了基于單向自由空間量子秘鑰分發技術的量子安全時間同步方案。在該方案中量子傳輸技術,單光子量子態同時作為時間傳遞和秘鑰分發的訊號載體,進行時間同步和秘鑰生成。這個過程所生成的秘鑰拿來加密精典時間數據量子傳輸技術,進而確保時間數據的安全傳輸。
實驗裝置圖
基于“墨子號”量子科學實驗衛星,潘建偉團隊突破了星地單光午時間傳遞、高速率星地單向異步激光時間應答器等關鍵技術,實現了星地量子安全時間同步的技術驗證,獲得了30ps精度的星地時間傳遞,此精度達到了星地激光時間傳遞的國際先進水平。該工作得到了審稿人的高度評價“該實驗在空間量子實驗領域又一次趕超了現有技術水平(Theonceagainstateofthearttospace-based)”,“這對于量子技術的實用化至關重要(whichisuseandof)”。上述研究成果將極大地促進量子精密檢測相關領域的研究和應用。