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“墨子号”卫星再迎突破:实现无中继千公里量子保密通讯

浙商证券2020-06-16 12:38:01

 

浙商证券中国青年报客户端讯(中青报·中青网记者 邱晨辉)“墨子号”卫星再次迎来突破。中国科学技能大学等海表里单元的研究团队利用全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”,在国际上实现基于胶葛的无中继千公里级量子保密通讯。这一重大突破的结果论文,于北京时间6月15日深夜在国际学术期刊《自然》在线发表。

浙商证券这也是继实现实验室内500公里点对点光纤量子密钥宁静分发、依托可信中继站点建成约2000公里光纤量子保密通讯主干网“京沪干线”、以量子卫星作为可信中继实现约7600公里洲际量子保密通讯之后,中国科学技能大学潘建伟院士团队再次得到新的科研突破。

(潘建伟院士团队最新科研突破的实验示意图。潘建伟科研团队 供图)

据潘建伟先容,量子通讯提供了一种原理上无条件宁静的通讯方式,但要从实验室走向遍及应用,需要解决两大挑战,分别是现实条件下的宁静性问题和远间隔传输问题。在现有技能水平下,使用可信中继可以有用拓展量子通讯的间隔,好比利用“墨子号”量子卫星作为中继,在自由空间信道可以拓展到7600公里的洲际间隔。

浙商证券“然而,只管可信中继将传统通讯方式中整条线路的宁静风险限定在有限的中继节点范围内,中继节点的宁静仍然需要得到人为保障。”潘建伟说。如今,这次实验则将以往地面无中继量子保密通讯的空间间隔提高一个数目级,并确保纵然在卫星被攻击、遭控制的极度情况下依然能实现宁静的量子保密通讯。

他告诉记者,研究团队此次最新突破的科研结果,即基于“墨子号”卫星的前期实验事情和技能积累,通过对地面望远镜主光学和后光路举行升级,实现单边双倍、双边四倍吸收效率的提升。“墨子号”卫星过境时,同时与新疆乌鲁木齐南山站和青海德令哈站两个地面站建立光链路,以每秒2对的速率在地面凌驾1120公里的两个站之间建立量子胶葛,进而在有限码长下以每秒0.12比特的终极码速率产生密钥。实验中,科研职员通过对地面吸收光路和单光子探测器等方面举行精心设计和防护,包管所天生密钥不依赖可信中继,并确保现实宁静性。

《自然》杂志审稿人歌颂该研究事情是“朝向构建全球化量子密钥分发网络甚至量子互联网的紧张一步”,认为“不依赖可信中继的长间隔胶葛量子密钥分发协议的实验实现是一个里程碑”,也正如量子暗码提出者之一吉列斯·布拉萨德所言“这将终极实现全部暗码学者千年来的空想”。

浙商证券“固然,这次科研突破,目前只是科学上的原理演示,离现实应用另有较远间隔。”潘建伟说。在他看来,基于该研究结果发展起来的高效星地链路网络技能,可以将量子卫星载荷重量由现有的几百公斤降低到几十公斤以下,同时将地面吸收体系的重量由现有的10余吨大幅降低到100公斤左右,实现吸收体系的小型化、可搬运,为未来卫星量子通讯的范围化、商业化应用奠基了坚实的基础。

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