【学新知】我国量子保密通信“京沪干线”通过技术验收 解密量子通信

2017-09-05 11:44 千龙网

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千龙网综合报道 从中国科学院获悉,作为世界第一条量子保密通信骨干线路,中国国家量子保密通信“京沪干线”已经通过总技术验收,这意味着,“京沪干线”目前具备开通条件。

“京沪干线”项目2013年7月由国家发改委批复立项,由中国科大作为项目建设主体,由安徽省、山东省投资建设并得到上海市、北京市的大力支持,经过42个月的艰苦努力,突破了高速量子密钥分发、高速高效率单光子探测、可信中继传输和大规模量子网络管控等关键技术,于去年底完成全线贯通,搭建了连接北京、济南、合肥、上海的全长2000余公里的量子保密通信骨干线路。

据了解,在全线贯通的基础上,科技人员进行了大尺度量子保密通信技术试验验证,开展远程高清量子保密视频会议系统和其他多媒体跨域互联应用研究,完成金融、政务领域的远程或同城数据灾备系统、金融机构数据采集系统等应用示范。在半年多时间里,进行各分系统的应用测试和720小时长时间稳定性测试,测试结果表明系统的各项技术性能指标均达到了设计要求,全线路密钥率大于20kbps,可满足万名用户的密钥分发业务需求。

同时,京沪干线北京接入点实现与“墨子号”量子科学实验卫星兴隆地面站的连接,全线密钥率大于5kbps,已形成星地一体的广域量子通信网络雏形,大大扩展了京沪干线应用能力。

近期,欧美一些国家也提出广域量子通信网规划,而我国“京沪干线”通过总技术验收,意味着世界首条量子保密通信骨干线路已经具备开通条件,我国在量子技术的实用化和产业化方面继续走在世界前列。

不久的将来,“京沪干线”将真正作为一条实用化的量子通信骨干网络向金融、电力、广电、政务等各行业开放,为社会提供量子层面的安全服务。

量子通信,是近年来很热门的一个词汇,但大多数读者对此都是云里雾里。这里我们就来做一点基本的科普。

什么是“量子”和量子通信?“量子”不是一种粒子,而是微观世界的一种性质:物质或者粒子的能量和其他一些性质都倾向于不连续的变化。例如,当我们把通常光源发出的一束光通过衰减片进行反复衰减,其能量不断减弱,最后就会成为一份一份不连续的能量颗粒,这样不可分割的最小能量颗粒被称为单光子或光量子。也就是说,光量子是构成光的最基本单元,是光能的最基本携带者,不可分割。

光在传播的同时还在振动,例如沿水平方向振动或沿竖直方向振动。如果把水平振动状态叫做“0”,竖直振动状态叫做“1”,利用这两个状态就可以加载一个比特的信息。但与经典比特不同的是,光量子比特不但可以处于水平振动状态(“0”)或竖直振动状态(“1”),还可以同时处于这两个状态的一种叠加状态(“0+1”),存在这种所谓的量子相干叠加,就是量子世界与经典世界的根本区别。

广义地说,量子通信是指利用量子比特作为信息载体来传输信息的通信技术。由于利用了量子力学的基本原理,量子通信能够在确保信息安全、增大信息容量等方面,突破经典信息技术的极限。量子通信内涵很广泛,量子隐形传态、量子保密通信、量子密集编码等都属于量子通信范畴,而量子保密通信是目前最接近实用化的量子信息技术。

责任编辑:龙娱平(QL0004)