中科大利用「墨子號」量子科學實驗衛星實現安全時間傳遞

2020-12-05 IT之家

IT之家5月12日消息 據中國科學技術大學官網消息，中國科學技術大學潘建偉及其同事彭承志、徐飛虎等利用「墨子號」量子科學實驗衛星，在國際上首次實現量子安全時間傳遞的原理性實驗驗證，為未來構建安全的衛星導航系統奠定了基礎。

IT之家了解到，該成果於2020年5月11日在線發表在國際學術知名期刊《自然·物理》上。

據介紹，高精度時間傳遞是日常生活中導航、定位等應用的核心技術。現階段廣泛採用的時間傳遞技術主要包括衛星導航定位系統時間傳遞、光纖網絡時間傳遞等方案。

量子通信技術為安全時間傳遞帶來了新的解決方案。基於量子不可克隆原理，以單光子量子態為載體的時間傳遞技術可以從根本上保證信號傳輸過程的安全性。潘建偉團隊首次提出了基於雙向自由空間量子密鑰分發技術的量子安全時間同步方案。在該方案中，單光子量子態同時作為時間傳遞和密鑰分發的信號載體，進行時間同步和密鑰生成。這個過程所生成的密鑰用來加密經典時間數據，從而確保時間數據的安全傳輸。

基於「墨子號」量子科學實驗衛星，潘建偉團隊突破了星地單光子時間傳遞、高速率星地雙向異步雷射時間應答器等關鍵技術，實現了星地量子安全時間同步的技術驗證，獲得了30 ps精度的星地時間傳遞，此精度達到了星地雷射時間傳遞的國際先進水平。

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    中國科學技術大學潘建偉及其同事彭承志、徐飛虎等利用「墨子號」量子科學實驗衛星，在國際上首次實現量子安全時間傳遞的原理性實驗驗證，為未來構建安全的衛星導航系統奠定了基礎。該成果於2020年5月11日在線發表在國際學術知名期刊《自然·物理》上。
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    本報訊 （見習記者楊凡）中國科學技術大學潘建偉及彭承志、徐飛虎等利用「墨子號」量子科學實驗衛星，在國際上首次實現量子安全時間傳遞的原理性實驗驗證
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    本報訊（見習記者楊凡）中國科學技術大學潘建偉及彭承志、徐飛虎等利用「墨子號」量子科學實驗衛星，在國際上首次實現量子安全時間傳遞的原理性實驗驗證，為未來構建安全的衛星導航系統奠定了基礎高精度時間傳遞是日常生活中導航、定位等應用的核心技術。現階段廣泛採用的時間傳遞技術主要包括衛星導航定位系統時間傳遞、光纖網絡時間傳遞等。近年來，時間傳遞的安全性得到了廣泛關注。各種網絡系統，例如計算機網絡、金融交易市場、電力能源網絡等，都需要統一的時間基準。如果這些系統遭受惡意攻擊，其引起的時間錯誤將會引發網絡崩潰、導航定位錯誤等重大安全性事故。
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    日前，中國科學院在京召開新聞發布會對外宣布，「墨子號」量子科學實驗衛星提前並圓滿實現全部三大既定科學目標，為中國在未來繼續引領世界量子通信技術發展和空間尺度量子物理基本問題檢驗前沿研究奠定了堅實的科學與技術基礎。　　2016年8月16日，中國成功發射首顆量子科學實驗衛星「墨子號」。
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    2016年8月16日01時40分，我國成功發射全球首顆量子科學實驗衛星「墨子號」，標誌著我國在量子通信領域又邁出重要一步。「墨子號」的主要科學目標是藉助衛星平臺，進行星地高速量子密鑰分發實驗，並在此基礎上進行廣域量子密鑰網絡實驗，以期在空間量子通信實用化方面取得重大突破；在空間尺度進行量子糾纏分發和量子隱形傳態實驗，開展空間尺度量子力學完備性檢驗的實驗研究。    中國科學技術大學潘建偉、彭承志團隊承擔了「墨子號」的有效載荷研製工作。
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    實驗示意圖國際在線消息（記者 李琳）：最近，中外科學家研究團隊等共同利用中國「墨子號」量子科學實驗衛星，在國際上首次實現千公裡級基於糾纏的量子密鑰分發。該實驗成果不僅將以往地面無中繼量子保密通信的空間距離提高了一個數量級，並且通過物理原理確保了即使在衛星被他方控制的極端情況下依然能實現安全的量子通信，取得了量子保密通信現實應用的重要突破。6月15日，研究團隊在國際著名學術期刊《自然》雜誌上在線發表了相關研究論文。
  • 「墨子號」量子衛星實現千公裡級「糾纏」 為衛星安全加碼
    記者從中國科大獲悉，該校潘建偉及其同事彭承志、印娟等組成的研究團隊，聯合牛津大學Artur Ekert、中科院上海技術物理研究所王建宇團隊、微小衛星創新研究院、光電技術研究所等相關團隊，利用「墨子號」量子科學實驗衛星在國際上首次實現千公裡級基於糾纏的量子密鑰分發。
  • 不辱使命的「墨子號」：量子科學實驗衛星四歲了！
    圖1 量子衛星正在實驗中（網絡圖片）2020年8月16日是墨子號量子科學實驗衛星入軌在這個特殊的日子裡回望「墨子號」衛星的經歷也是一件十分有意義的事。2011年，中國科學院空間科學先導專項量子科學實驗衛星工程正式啟動。中科院微小衛星創新研究院負責衛星系統總體，中科院上海技術物理研究所負責量子密鑰通信機、量子糾纏發射機，以及載荷溫控儀等單機研製，中國科學技術大學負責量子糾纏源、量子科學實驗控制與處理機等有效載荷研製，同時負責地面科學應用系統開發與運行。
  • 墨子號量子科學實驗衛星到底有什麼先進之處讓其他國家望塵莫及?
    「墨子號」是中國於2016年8月16日發射的一顆量子科學實驗衛星，這是世界上第一顆量子科學實驗衛星。墨子號升空時肩負著三大科學任務：星地間量子密鑰傳輸；千公裡級量子糾纏分發檢驗貝爾不等式；星地間量子隱形傳態。墨子號升空大約1年後這三大任務就已圓滿完成。
  • 「墨子號」量子科學實驗衛星成果獲克利夫蘭獎
    記者從中科院獲悉，美國科學促進會31日宣布，將2018年度克利夫蘭獎（Newcomb Cleveland Prize）授予中國科學技術大學教授潘建偉領銜的「墨子號」量子科學實驗衛星科研團隊，以表彰他們通過實現千公裡級星地雙向量子糾纏分發推動大尺度量子通信實驗研究做出的卓越貢獻。
  • 「墨子號」量子科學實驗衛星,上天都要忙些啥?
    中國科學技術大學的潘建偉團隊，在合肥市實現了國際上首個所有節點都互通的量子保密通信網絡，後來又利用該成果為60周年國慶閱兵關鍵節點間構建了「量子通信熱線」。然而，發展量子通信技術的終極目標，是構建廣域乃至全球範圍內絕對安全的量子通信網絡體系。而想建設覆蓋全球的量子通信網絡，必需依賴多顆量子通信衛星。「墨子號」量子科學實驗衛星，就是未來一系列量子通信衛星的探路者。
  • 中國發射全球首顆量子科學衛星「墨子號」將驗證量子力學理論
    據新華社報導，2016年8月16日1時40分，我國在酒泉衛星發射中心用長徵二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學實驗衛星「墨子號」發射升空。此次發射任務的圓滿成功，標誌著中國空間科學研究又邁出重要一步，將使我國在世界上首次實現衛星和地面之間的量子通信，構建天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系。