千公里级、无中继 远距离量子保密通信取得新突破
2020-06-16 10:42 来源:新华网

  新华社北京6月16日电(记者董瑞丰、徐海涛)记者从中国科学院获悉,一支联合科研团队近日利用“墨子号”量子科学实验卫星在国际上首次实现千公里级基于纠缠的量子密钥分发,相关研究论文北京时间15日由国际知名学术期刊《自然》在线发表。

  中科院院士、中国科学技术大学教授潘建伟介绍,这一实验成果将无中继量子保密通信的空间距离提高了一个数量级,并通过物理原理确保,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保密通信,取得了量子保密通信现实应用的重要突破。

  该实验由潘建伟及其同事彭承志、印娟等组成的研究团队,联合牛津大学阿图尔·埃克特、中科院上海技术物理研究所王建宇团队、微小卫星创新研究院、光电技术研究所等相关团队一起完成。

  理论上,经过量子加密的通信无法被秘密窃听。这依赖于一种叫量子密钥分发的技术,也就是生成并安全共享用来加密和解密信息的密钥。但从实验室走向广泛应用,还需解决远距离传输造成的损耗问题,以及现实条件下器件不完美的安全问题等。

  通过增加中继节点可有效拓展量子保密通信的距离,但中继节点自身安全需得到人为保障。例如,在之前的星地量子密钥分发过程中,“墨子号”参与了密钥生成,掌握密钥信息,如果卫星被他方控制,就存在信息泄露的风险。

  此次,“墨子号”实现了将一对纠缠的光子发送至地面相距1120公里的新疆乌鲁木齐南山站和青海德令哈站。利用获得的量子纠缠态,两个站点可以直接产生密钥,不需要卫星的中转。“墨子号”本身不参与密钥生成,不掌握密钥信息。

  对研究论文进行审核的《自然》匿名审稿人表示,该实验结果是向构建全球化量子密钥分发网络甚至量子互联网迈出的重要一步。

  “墨子号”量子科学实验卫星是中科院空间科学战略性先导科技专项之一。迄今,“墨子号”研究团队已在《自然》和《科学》期刊发表了5篇研究论文,在量子保密通信技术发展和空间尺度量子物理基本问题检验等领域走在国际前沿。

展开阅读全文

责任编辑: 李伊琳,赖旭华

相关新闻
  • 量子卫星“墨子号”在轨测试顺利 下月开始科学实验

    昨天,中科院举行新闻发布会介绍全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”的最新进展。据介绍,“墨子号”正在开展为期三个月的在轨测试,目前状态良好,预计11月中旬完成全部在轨测试工作,随后卫星将交付使用,正式开始科学实验。[详细]

    京华时报
    2016-10-13
  • 世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在轨交付

    今日,我国发射的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”圆满完成了4个月的在轨测试任务,正式交付用户单位使用。中国科学技术大学、中科院微小卫星创新研究院、西安卫星测控中心、中科院国家空间科学中心等单位相关领导在交付使用证书上签字。[详细]

    新华网
    2017-01-18
  • 不传输粒子实现量子通信 中国科学家完成“天方夜谭”实验

    以日常生活的经验,任何信息的传输都需要通过实物载体,如信件、电磁波等,即使是当前比较“火”的量子通信,也需要量子传输。然而,国际著名量子光学专家M. SuhailZubairy小组却在4年前开了一个脑洞,提出一个与人们日常生活中形成的直观认识相悖的“反事实直接量子通信”方案,即不需要传输任何粒子,就可以将信息传递出去。听上去,是不是很匪夷所思?[详细]

    科技日报
    2017-06-01
  • 【砥砺奋进的五年·重大工程】科技重大工程实现新跨越

    习近平总书记指出,“中国要强,中国人民生活要好,必须有强大科技。”从“天眼”探空到“蛟龙”探海,从量子卫星天地一体化实验到高海拔宇宙线观测。深空、深海、深地、深蓝,5年来,中国的科技突破全方位出现,原创、领先的科技成果惊艳全球,向世界科技强国迈进的新征程已经全面开启。[详细]

    央视网
    2017-06-16
  • 砥砺奋进的五年:中国量子卫星科学实验获重大突破

    习近平总书记指出,“中国要强,中国人民生活要好,必须有强大科技。”从“天眼”探空到“蛟龙”探海,从量子卫星天地一体化实验到高海拔宇宙线观测。深空、深海、深地、深蓝,五年来,中国的科技突破全方位出现,原创、领先的科技成果惊艳全球,向世界科技强国迈进的新征程已经全面开启。16号,国际权威学术期刊《科学》杂志以封面论文的形式发表了中国量子科学研究团队的最新重要成果。[详细]

    央视网
    2017-06-17
  • 量子卫星三大任务完成 未来一年将开展多项空间实验

    “墨子号”量子卫星的设计寿命为两年,然而在轨运行仅仅不到一年的时间,就已经圆满实现了最初设定的三大科学目标。那么,未来的一年时间,“墨子号”将进行哪些探索性的空间科学实验呢?[详细]

    央视新闻客户端
    2017-09-07
  • 我国学者实现室温下固态可编程的量子处理器

    量子计算被认为是下一代信息技术的重要方向,但由于量子比特非常脆弱,通常只能在极低温等特殊条件下才能保持量子特性。近期,中国科学技术大学杜江峰院士团队运用一系列新技术,首次在室温大气条件下实现了基于固态自旋体系的可编程量子处理器。国际学术期刊《npj量子信息》日前发表了该成果。[详细]

    新华网
    2019-02-06
  • “墨子量子奖”首次颁奖 潘建伟等12名科学家获奖

    18日下午,首届“墨子量子奖”颁奖典礼在合肥隆重举行。安徽省委常委、常务副省长邓向阳出席颁奖典礼并致辞,中国科大党委书记舒歌群、校长包信和为获奖者颁奖。[详细]

    中国新闻网
    2019-09-19