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中国量子保密技术领先世界
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郭光灿
中国科学技术大学教授、中国科学院院士。国家科技部973项目“量子通信与量子信息技术”首席科学家,中科院重要方向项目首席科学家,国家基金委创新群体学术带头人。

 
 专家解读
  量子保密通信技术基于量子力学原理,能确保两地之间密钥分配的绝对安全性,从而保证通信的绝对安全。量子信号在商用光纤上传输的不稳定性是量子保密通信技术实用化的主要技术障碍;而量子信号的绝对安全的路由问题则是实现量子通信网络的主要难题。因此,从根本上解决光纤传输的稳定性问题和光纤网络的量子路由问题一直是国际学术界的两大研究热点和难题。中国科学家目前在此领域已经成功实现商业应用,领先世界。【详细】
量子通信技术应用范围广
量子保密通信的应用范围很广。凡需要保密的内容都可以用。根据目前情况看,可以用现在所有用光纤通信的线路,加上一个量子技术,就能实现在光纤网络上的所有传递信息的保密。
 
已突破量子密码保密技术
最近这些年,世界各国都投入了大量研究经费发展量子信息科学,也取得非常重要的成果。具体而言,就是量子密码保密通信技术已到了实际应用的阶段。
 
中国已成功实现商业化
从2001年现在,不到10年的时间,我们发展了量子密码技术,从实验原理性研究到工程化演示,再到已有年轻人办公司,速度出人意料。其中,最关键的是突破了一些最重要的核心的技术。
 
量子信息产业未来可期
如果没有这样领先技术,国家怎么跟国际上的强国去竞争呢?这是一个很重要的支撑技术。他是一个发展的趋势,如果我们没有这样的技术,就不能形成竞争能力。

 国际对比
  世界上第一个量子密码通信网络2004年6月3日在美国马萨 诸塞州剑桥城正式投入运行。2008年一支意大利和奥地利科学家小组宣布,他们首次识别出从地球上空1500公里处的人造卫星上反弹回地球的单批光子,实现了太空绝密传输量子信息的重大突破。这一突破标明在太空和地球之间可以构建安全的量子通道来传输信息,用于全球通信。
 量子密码传输手段

 

光纤传输

  实践中,量子密码术在IBM的实验室中得到了证明,但仅适合应用于相对较短的距离。最近,在较长的距离上,具有极纯光特性的光纤电缆成功的传输光子距离达60公里。只是与Heisenberg不确定性原理和光纤中的微杂质紧密相连的BERs(出错率)使系统不能稳定工作。虽然有研究已经能成功地通过空气进行传输,但在理想的天气条件下传输距离仍然很短。量子密码术的应用需要进一步开发新技术来提高传输距离。【详细】
光束传输   目前我们透过光纤来快速传送稳定且大量的数据。但其实我们还可以有另一种选择,就是直接以光束传递数据,而不透过光纤。然而资料的保密是相当重要的,如何能安全地传送资料,已经成为一种学问,称为「量子密码学 (Quantum Cryptography)」。量子密码学的理论基础是量子力学,不同于以往理论基础是数学的密码学。如果用量子密码学传递数据,则此数据将不会被任意撷取或被插入另一段具有恶意的数据,数据流将可以安全地被编码及译码。而编码及译码的工具就是随机的序列(bit-strings),也可以称他为金钥(Key)。当前,量子密码研究的核心内容,就是如何利用量子技术在量子信道上安全可靠地分配金钥。【详细】

信息网络领域
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