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中國(guó)科大成功驗(yàn)證構(gòu)建 天地一體化量子通信網(wǎng)絡(luò)的可行性

2021-01-08 10:03:50 來源:市場(chǎng)星報(bào)   編輯:田雙   
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市場(chǎng)星報(bào)、安徽財(cái)經(jīng)網(wǎng)(m.zgstyb.cn)訊32年前,人類歷史上首次量子通信在實(shí)驗(yàn)室誕生,傳輸了32厘米。而今,中國(guó)人將這個(gè)距離擴(kuò)展了1400多萬倍,實(shí)現(xiàn)了從地面到太空的多用戶通信。1月7日,記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉,該校科研團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了跨越4600公里的星地量子密鑰分發(fā),標(biāo)志著我國(guó)已構(gòu)建出天地一體化廣域量子通信網(wǎng)雛形。該成果已在英國(guó)《自然》雜志上刊發(fā)。

量子通信是量子科技三大方向之一,經(jīng)過20多年努力,中國(guó)在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從跟跑到領(lǐng)跑的重大轉(zhuǎn)變。2016年,中國(guó)成功發(fā)射全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”;2017年,建成世界首條量子保密通信干線“京滬干線”。

研究團(tuán)隊(duì)在量子保密通信京滬干線與“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星成功對(duì)接的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了世界上首個(gè)集成700多條地面光纖量子密鑰分發(fā)(QKD)鏈路和兩個(gè)星地自由空間高速Q(mào)KD鏈路的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)了地面跨度4600公里的星地一體的大范圍、多用戶量子密鑰分發(fā),并進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)兩年多的穩(wěn)定性和安全性測(cè)試、標(biāo)準(zhǔn)化研究以及政務(wù)金融電力等不同領(lǐng)域的應(yīng)用示范。

“要實(shí)現(xiàn)廣域量子通信,存在光子損耗、退相干等一系列技術(shù)難題,比如光子數(shù)在光纖里每傳輸約15公里就會(huì)損失一半,200公里后只剩萬分之一。”潘建偉說,科研團(tuán)隊(duì)在光學(xué)系統(tǒng)等方面發(fā)展了多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù),化解了這些難題。 潘建偉介紹,《自然》雜志審稿人評(píng)價(jià)稱,這是地球上最大、最先進(jìn)的量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò),是量子通信“巨大的工程性成就”。

據(jù)了解,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)覆蓋我國(guó)四省三市32個(gè)節(jié)點(diǎn),包括北京、濟(jì)南、合肥和上海4個(gè)量子城域網(wǎng),通過兩個(gè)衛(wèi)星地面站與“墨子號(hào)”相連,總距離4600公里,目前已接入金融、電力、政務(wù)等行業(yè)的150多家用戶。

基于“不可分割”“不可克隆”等量子特性,量子通信被稱為“原理上無條件安全”的通信方式,在多領(lǐng)域具有應(yīng)用前景。星地量子通信網(wǎng)的建成,為未來實(shí)現(xiàn)覆蓋全球的“量子網(wǎng)”奠定科技基礎(chǔ),也為相對(duì)論、引力波等科學(xué)研究,提供了前所未有的“天地實(shí)驗(yàn)室”。

記者 于彩麗

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