中国科学技术大学7日宣布
中国科研团队成功实现了
跨越4600公里的国构
星地量子密钥分发
标志着我国已构建出
天地一体化广域量子通信网雏形
29年前
人类历史上首次量子通信
在实验室诞生时
传输距离是32厘米
△ 图片来源:中国科学技术大学
那么
什么是量子
量子通信网有多牛
这张网对我们的生活有何影响
我国量子通信技术攻克了哪些难关
量子是物理量的最小单元
既有绝技又有怪辟
量子就是质量、能量等各种物理量的量通最小单元,它以某种粒子状态存在。信网捡只神仙带回家比如光其实是国构以光子为单位一份一份变化的,一个光子就是量通一个量子。量子不可分割、信网不可克隆。国构科学家利用这些特性,量通可以制做出最安全的信网保密钥匙,从而让信息传输变得更加安全。国构
量子通信:给数据加上牢不可破的量通捡只神仙带回家锁
△量子通信网络加密通信的流程示意图
量子通信已在我国多领域应用
2016年,中国成功发射全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”;2017年9月,世界首条量子保密通信干线——“京沪干线”正式开通。
量子保密通信“京沪干线”总长超过2000公里,覆盖四省三市共32个节点,包括北京、济南、合肥和上海4个量子城域网,通过两个卫星地面站与“墨子号”相连,总距离4600公里。目前,量子通信技术已经在我国获得应用。其中,量子保密通信技术已经为纪念抗战胜利70周年阅兵、十九大等国家重要会议和活动提供了信息安全保障。此外银行业监管信息报送、人民币跨境收付信息管理系统、网上银行数据异地灾备系统等都应用了量子保密通信技术。未来,量子通信在金融、政务、国防、电子信息等领域可进一步广泛应用。
爬坡过坎
一个个技术难关被攻破
△ 量子通信卫星与地面站实验示意图(图源:中国科学技术大学)
中国量子通信团队取得的成果举世瞩目,在这当中他们遭遇了怎样的技术难关?难关一:单个光子制备在量子通信技术的研发过程中,首先要面对的是制备单个光量子的技术难题。中科院院士、中国科技大学常务副校长潘建伟举了一个非常形象的例子,来解释这一关键技术的难度:一个普通的15瓦左右的灯泡每秒钟辐射出的光量子个数可达十万亿亿个,想要实现单个光量子的制备就如同在这十万亿亿个光量子发射出来的瞬间捕捉到其中的某一个。难关二:单光子的探测单个光子已经是光能量的最小单元,能量是非常微弱的,需要发展出非常精密和高效的单光子探测技术。具备了单个光量子的制备和探测能力后,才能够实现安全的量子通信。△ 2016年11月26日拍摄的“墨子号”量子科学实验卫星与兴隆量子通信地面站建立天地链路。
目前,广域量子通信网络的雏形已基本形成。骨干网的扩展,将形成更复杂的拓扑结构,并在基础上构建国家地基授时网络,为定位、导航和授时服务提供保障。另一方面,地面网络与量子卫星结合,为超大尺度量子干涉的相关实验提供了有利基础,如探索量子力学与广义相对论融合等问题,为量子引力的基础检验和用于计量应用的大规模干涉测量提供了可能。