▲量子通信衛星與地面站實驗示意圖(圖
中國科學技術大學7日宣布,中科院院士潘建偉所帶領的團隊通過2016年我國發射的全球首顆量子科學實驗衛星「墨子號」衛星與2017年我國建成的世界首條量子保密通信幹線「京滬幹線」串聯,構建了一張集成的空間對地量子通信網絡,綜合通信鏈路距離長達4600公裡。標誌著我國已構建出天地一體化廣域量子通信網雛形,為未來實現覆蓋全球的量子保密通信網絡奠定了科學與技術基礎。《自然》雜誌審稿人評價稱,這是地球上最大、最先進的量子密鑰分發網絡,是量子通信「巨大的工程性成就」。
▲「墨子號」量子科學實驗衛星
量子通信是一種利用量子疊加態和糾纏效應進行信息傳遞的新型通信方式,主要分為量子隱形傳態和量子密鑰分發兩種。而量子密鑰分發(QKD)的誕生可以追溯到1989年,IBM的科學家實現了首個QKD實驗,當時的線路僅有32釐米。如今,在「墨子號」量子通信實驗衛星和京滬幹線的交互下,中國已經實現了4600公裡的量子保密通信網絡。
▲綜合空間對地量子網絡的說明
目前整個網絡已經覆蓋我國四省三市32個節點,包括北京、濟南、合肥和上海,4個量子城域網可以通過兩個衛星地面站與「墨子號」相連,總距離長達4600公裡,已接入金融、電力、政務等行業的150多家用戶。
▲地面硬體設施,分別為南山地面站的1.2
▲興隆地面站的光學系統,a/b/c分別為硬
潘建偉院士表示,量子通信具有明顯的應用導向,從實驗室走向實際應用的過程中,需要經歷基礎研究、關鍵技術研發、工程化集成與驗證等階段,然後才能實現規模化商業應用。而為了進一步推動這項技術的發展,需要通過開發基於衛星的高速QKD來提高關鍵速率。雲展聯盟為了助力國家通訊技術的進步,研發了國際通訊技術展,其中辦函系統集成展,網絡基礎設施製造展,晶片及元器件展,物聯網展,工業網際網路展,網際網路(信息)服務提供商展等,協助推動我國在量子通信領域佔據國際領先地位。
#量子通信#