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allbet官网娱乐平台开户:国际首次!潘建伟团队实现基于纠缠的千公里级量子密钥分发

admin 科技 2020-07-03 15:01:23 79 0

【环球网科技报道 记者 林迪】6月16日新闻,记者从中国科学院官网以及外媒《Nature》杂志领会到,潘建伟团队团结英国牛津大学教授Artur Ekert,中科院院士、中科院上海手艺物理研究所研究员王建宇团队,中科院细小卫星创新研究院,中科院光电手艺研究所等相关团队,行使“墨子号”量子科学实验卫星,在国际上首次实现了基于纠缠的千公里级量子密钥分发。

据悉,该实验功效不仅将以往地面无中继量子保密通讯的空间距离提高了一个数量级,而且通过物理原理,确保了纵然在卫星被他方控制的极端情况下,依然能实现平安的量子通讯,成为量子通讯向现实应用的主要突破。

如中科院院士、中国科学手艺大学教授潘建伟所说,“量子通讯提供了一种原理上无条件平安的通讯方式,但要从实验室走向广泛应用需要解决两大挑战,分别是现实条件下的平安性问题和远距离传输问题。”

据介绍,在现实条件下,地面现场点对点的平安传输距离只能做到100公里。现在,全世界科学家经由历久的起劲,到今年最好的结果是在实验室内里点对点用光纤可以做到500公里。但是在全球范围内,地面的两个点现场距离只能做到100公里。

通过国际学术界30余年的起劲,现在现场点对点光纤量子密钥分发的平安距离到达了百公里量级,而实验室里则能到达500公里。

对此,潘建伟进一步注释称,“要想举行更长距离的量子通讯,就只能使用‘信息驿站’了。即行使可信的中继,人们可以有效地拓展量子通讯的距离。”

据《中国科学报》报道,世界首条量子保密通讯京沪干线通过32个中继节点,贯通了全长2000公里的城际光纤量子通讯网络。而行使“墨子号”作为中继,中国科学家已经在自由空间信道实现了7600公里的洲际通讯距离。

“从理论上讲,量子通讯线路是平安的,但这些中继节点的平安性,还需要获得人为的保障。如果人们使用量子卫星来作为中继节点,卫星就掌握着用户分发的所有密钥,一旦卫星被他方控制,仍然会有信息泄露的风险。”潘建伟示意,“发一颗卫星不容易。我们想实验一下,如果把‘墨子号’作为纠缠源,而不是中继点,去发生平安的密钥,那么就有可能解决由量子通讯源端不完善带来的平安问题。”

资料显示,处于纠缠状态的粒子之间无论相隔多远,只要丈量其中一个粒子的状态,另一个粒子的状态也会响应确定,这一特征可以用来在遥远两地的用户间直接发生密钥,而不需要可信中继来中转。于是,实现远距离平安量子通讯的最佳解决方案是基于纠缠的量子密钥分发。

随后,基于前期的实验工作和手艺积累,研究团队通过对地面望远镜主光学和后光路举行升级,实现了单边双倍、双边四倍吸收效率的提升。

“纵然卫星是由别人制造的,是不可信的,只要根据我们这个程序来做,它发生的密钥也是平安的。或者说卫星纵然是被他方控制的情况下,也能够提供平安的量子通讯,而且连系我们现在最新生长的量子纠缠源的手艺,它是可以有实用价值的。”潘建伟在采访中示意,除了首次实现基于纠缠的无中继千公里级量子保密通讯,团队基于这项研究功效生长起来的高效星地链路网络手艺,未来可以把地面上吸收终端的重量大大降低,由13吨酿成100公斤,那么它就酿成一个轻量化可搬运的地面吸收系统了,可以大幅度降低量子卫星的研制和发射成本,为未来的规模和商业化奠基了基础。

对此,外媒《Nature》杂志审稿人谈论这一研究工作称,“不依赖可信中继的长距离纠缠量子密钥分发协议的实验是一个里程碑,是朝向构建全球化量子密钥分发网络甚至量子互联网的主要一步”。

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