中國研究團(tuán)隊成功驗證構(gòu)建天地一體化量子通信網(wǎng)絡(luò)的可行性
1月7日,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉及其同事陳宇翱、彭承志等與中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所王建宇研究組、濟南量子技術(shù)研究院及中國有線電視網(wǎng)絡(luò)有限公司合作,在國際學(xué)術(shù)期刊《自然》上發(fā)表題為“跨越4600公里的天地一體化量子通信網(wǎng)絡(luò)”(An integrated space-to-ground quantum communication network over 4,600 kilometres)的論文。 研究團(tuán)隊在量子保密通信“京滬干線”與“墨子號”量子衛(wèi)星成功對接的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了世界上首個集成700多條地面光纖量子密鑰分發(fā)(QKD)鏈路和兩個星地自由空間高速Q(mào)KD鏈路的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)了地面跨度4600公里的星地一體的大范圍、多用戶量子密鑰分發(fā),并進(jìn)行了長達(dá)兩年多的穩(wěn)定性和安全性測試、標(biāo)準(zhǔn)化研究以及政務(wù)金融電力等不同領(lǐng)域的應(yīng)用示范。論文是對上述成果的一個系統(tǒng)性總結(jié),證明了廣域量子保密通信技術(shù)在實際應(yīng)用中的條件已初步成熟。我國科研人員通過構(gòu)建天地一體化廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)的雛形,為未來實現(xiàn)覆蓋全球的量子保密通信網(wǎng)絡(luò)奠定了科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)。 按通信信道的不同,量子密鑰分發(fā)主要有光纖和自由空間兩種實現(xiàn)方式。光纖量子密鑰分發(fā)技術(shù)的信道穩(wěn)定性較好,不易受溫度、濕度、天氣等環(huán)境因素影響,但由于光纖固有衰減特性,光纖量子密鑰分發(fā)傳輸距離限制在百公里量級。自由空間量子密鑰分發(fā)以大氣層和外太空的自由空間為傳輸介質(zhì),光子在自由空間中具有低損耗特性,這使得基于衛(wèi)星平臺的千公里以上量級量子密鑰分發(fā)成為可能。 |