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中科大潘建伟团队实现300公里真实环境光纤中的双场量子密钥分发

2019/09/12

量子科学作为一门高深难懂的科学,已经成为近年来国际热门的科学,已备受国际顶尖学术专家所关注,尤其是以量子加密为代表。而近日,我国的“量子力学之父”潘建伟及其团队又取得了一大里程碑的突破。中国科学技术大学9月7日发布最新消息称,该校的潘建伟院士所带领的团结,联合清华大学与中国科学院的教授共同在远距离量子通信领域研究取得了重大的突破,实现了300公里真实环境光纤中的双场量子密钥分发,并且验证了700公里以上光纤远距离量子密钥分发的可行性,为实现新一代远距离城际量子密钥分发技术奠定基础。

 

量子科技

2016年,世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在我国发射成功,使我国构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系,为接下来的量子领域的科学研究打好了实践基础。而近几年来,中国在量子科学领域不断取得新突破。潘建伟院士曾表示,量子通信如同一张大网,连接了每一个信息传输点,在这张网络中,信息在其中穿梭来去如影,并且是“无条件”安全,这也就是“量子加密”技术。

 

“墨子号”

传统的信息加密技术,总是会存在着各种各样的漏洞,因此会存在信息泄密的风险。而量子因为其测不准的基本原理,因为绝对的随机性,任何窃取者在偷看光子束时都会更动到它,而被发送者或接收者察觉,这也就是“量子加密”。原则上,这种技术可以做出无法破解的秘密钥匙,也就是量子密钥。而通过量子密钥打开被量子加密的信息,也就是量子密钥分发技术。

 

“量子加密”可以保障发送者和接收者之间的信息交互是安全的,不会被窃听或盗取,并且只有特定的量子密钥才能获取信息,在被恶意篡改信息的时候,使用者会立刻知晓,从而重新发送和接收指令,从而保障了信息的绝对安全性。在网络信息安全问题与日俱增,个人隐私信息被肆意外泄的今天,“量子加密”技术的发展对未来信息安全尤显重要。

 

量子科技

 不过“量子加密”也有一些需要克服的问题,所谓知情者越少,信息也就越安全,一个量子(单光源量子)发送信息肯定是最为安全的选项。但是我们也知道,量子具有不稳定性,在传输过程中易受外界干扰(这也就是为什么“墨子号”选择在真空进行量子信息传递)。而如何通过光纤实现量子通信中量子密钥分发则成为了量子领域科学家需要克服的难关。目前,中国实现了300公里量子密钥分发,打破一般无中继量子密钥分发方案的最高成码率理论极限,并且在更远距离的量子技术也进行了验证,潘建伟等人使得中国的量子技术再一次取得了国际领先的地位。

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