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科学:国际首次!潘建伟团队实现基于纠缠的千公里级量子密钥分发

来源:环球网

【环球网科技报道 记者 林迪】6月16日消息,记者从中国科学院官网以及外媒《Nature》杂志了解到,潘建伟团队联合英国牛津大学教授Artur Ekert,中科院院士、中科院上海技术物理研究所研究员王建宇团队,中科院微小卫星创新研究院,中科院光电技术研究所等相关团队,利用“墨子号”量子科学实验卫星,在国际上首次实现了基于纠缠的千公里级量子密钥分发。

国际首次!潘建伟团队实现基于纠缠的千公里级量子密钥分发

据悉,该实验成果不仅将以往地面无中继量子保密通信的空间距离提高了一个数量级,并且通过物理原理,确保了即使在卫星被他方控制的极端情况下,依然能实现安全的量子通信,成为量子通信向现实应用的重要突破。

如中科院院士、中国科学技术大学教授潘建伟所说,“量子通信提供了一种原理上无条件安全的通信方式,但要从实验室走向广泛应用需要解决两大挑战,分别是现实条件下的安全性问题和远距离传输问题。”

据介绍,在现实条件下,地面现场点对点的安全传输距离只能做到100公里。目前,全世界科学家经过长期的努力,到今年最好的结果是在实验室里面点对点用光纤可以做到500公里。但是在全球范围内,地面的两个点现场距离只能做到100公里。

通过国际学术界30余年的努力,目前现场点对点光纤量子密钥分发的安全距离达到了百公里量级,而实验室里则能达到500公里。

对此,潘建伟进一步解释称,“要想进行更长距离的量子通信,就只能使用‘信息驿站’了。即利用可信的中继,人们可以有效地拓展量子通信的距离。”

据《中国科学报》报道,世界首条量子保密通信京沪干线通过32个中继节点,贯通了全长2000公里的城际光纤量子通信网络。而利用“墨子号”作为中继,中国科学家已经在自由空间信道实现了7600公里的洲际通信距离。

国际首次!潘建伟团队实现基于纠缠的千公里级量子密钥分发

“从理论上讲,量子通信线路是安全的,但这些中继节点的安全性,还需要得到人为的保障。假如人们使用量子卫星来作为中继节点,卫星就掌握着用户分发的全部密钥,一旦卫星被他方控制,仍然会有信息泄露的风险。”潘建伟表示,“发一颗卫星不容易。我们想尝试一下,如果把‘墨子号’作为纠缠源,而不是中继点,去产生安全的密钥,那么就有可能解决由量子通信源端不完美带来的安全问题。”

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