量子通信:2030年织就星地一体网

来源:科技日报作者:刘岁晗责任编辑:王俊
2017-03-12 02:50
位于青海湖海心山的纠缠源(示意图),用于百公里量级自由空间量子隐形传态和纠缠分发实验。图片来源:《中国国家天文》杂志

近十年来,人们在实现长程量子通信的关键技术,如单光子源、量子存储等方面都取得了长足的进展,这都为最终实现可用的量子中继,进而实现远距离的量子通信打下了基础。而未来,在另一个可能的长程量子通信方案——自由空间中的星地传输方面,我国的研究水平也必将一马当先。我国已率先发射了墨子卫星,建立了相关的实验平台,今后随着研究深入,人们将更清楚这两种不同方案的优缺点。

中科院院士潘建伟曾展望,希望通过10年左右的努力,将来每个人在互联网上进行的转款、支付等消费行为,都能够享受到量子通信的安全保障。

量子通信想象图

“我们大多中国人都知道老子、孔子、庄子、墨子……真不知道量子!您能不能给我们科普一下,量子是什么子?”今年2月初举办的“2016感动中国年度人物”颁奖典礼上,面对当选“十大年度人物”的中科院院士潘建伟,央视主持人打趣地问。

就是这被潘院士释为“小小的颗粒”的量子,在2016年8月的一个夏夜“突然网红”,世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空,一张纵横寰宇的量子通信“天地网”正逐步织就。我国量子通信领域取得的卓越成就,惊艳了国人,在世界舞台迎来高光时刻。

量子通信技术旨在利用量子态实现信息的编码、传输、处理和解码,特别是利用量子态(单光子态和纠缠态)实现量子密钥的分配。目前,量子通信与量子计算机已被列入我国《“十三五”国家科技创新规划》“科技创新2030—重大项目”,是体现国家战略意图的重大科技项目。

当“领跑”成为习惯……

着眼当下,“在量子通信方面,我们的技术与国际最好水平相当;特别是实用化的量子密钥分配技术,中国引领了国际水平。”中国科学院量子信息重点实验室韩永建教授对科技日报记者介绍。

这项韩永建口中领先的实用化量子密钥分配技术,我国已十多年在世界范围内“独孤求败”。2005年,中科院量子信息重点实验室就已经在商用光纤上实现了北京和天津之间125公里的量子密钥传输实验,为城域的量子密钥分配奠定了基础。2016年中国发射了“墨子号”卫星,为星地之间自由空间的密钥分配(量子通信)打下了基础,国家量子通信骨干网“京沪干线”项目合肥至上海段当年底顺利开通。韩永建表示,这些成果都处于世界领先水平。此外,在量子密钥系统的研究以及商业化方面,我国也居于领跑位置。

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