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量子通信高科技“深井”開挖

作者: 時間:2016-09-05 來源:新浪 收藏
編者按:量子通信或者叫“量子密鑰分發”等專業詞匯“太燒腦”,對于一般人而言也很難理解,那么量子通信究竟是什么原理,又有哪些實際運用?量子通信作為新興科技,其科學研究、現實運用的“深井”仍有待挖掘。

  近來,一種叫的高科技開始走紅。8月16日,中國發射全球首顆量子科學實驗衛星“墨子”,這將使我國在世界上首次實現衛星和地面之間的,構建天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系。

本文引用地址:http://www.j9360.com/article/201609/296492.htm

  神秘的

  量子通信是什么?此前,中國科學院上海技術物理研究所所長陸衛在接受媒體采訪時表示,到目前為止,量子通信是利用物質的量子特性,來對通信過程進行加密,而并不是說把信息用量子當作載體,而是產生秘鑰。所以當前的實驗,另一個名詞叫量子秘鑰分發,或量子秘鑰分配。據悉,量子通信的基本原理利用量子的粒子性。量子是一份一份的,所以兩個人通信時,甲給乙的信號,你收到了,別人就收不到,如果中間過程有竊聽或丟失,別人收到了,你就收不到。這個過程當中,凡是收到的信號只有甲和乙知道,別人就不可能竊聽。目前所做的量子通信就是通過量子的方法產生秘鑰,然后確保通信載體的安全性。

  量子物理專家、清華大學交叉信息研究院助理研究員尹璋琦則表示,量子密鑰分發指通信雙方通過一定協議,來共享一個隨機的安全密鑰,并可以用它來加密和解密信息。據悉,在量子通信中“隨機”和“安全”很重要。

  8月16日,中國發射全球首顆量子科學實驗衛星“墨子”。據悉,“墨子號”的工作原理就是通過量子理論隨機地配置量子密鑰。尹璋琦介紹稱,在配置這把鑰匙之前,不管是衛星還是地面站點,雙方都不知道這把鑰匙長什么樣。此外,量子通信能保證安全主要因為其信號傳播依賴的是單個光子,單個光子所攜帶的信息是不能被復制和克隆的。竊聽者如果想攔截量子信號,并對其進行測量,將不可避免地破壞攜帶密鑰信息的量子態,根據量子不可克隆定理,這種破壞會很快被信息發送者和接收者發現。這也是基于量子特性的研究。光子的特性有點脆弱和“任性”,這顆容易受傷的“玻璃心”保證了量子通信的安全保密。

  此次,中科院發布“十三五”發展規劃,明確提出突破全天時量子通信,加強核心器件的自主研發,加強與經典網絡的融合,推動標準制定,開展城域量子通信、城際量子通信、衛星量子通信關鍵技術研發,初步形成構建空地一體廣域量子通信網絡體系的能力,并在全天時衛星量子通信技術上取得突破。量子通信無疑成為未來一段時間科學研究的一大重點。

  量子通信用處多

  此次,“墨子”號衛星的發射引來多方的關注,使得量子通信這一技術顯示出巨大的科學研究和現實運用潛力。

  日前,量子衛星“墨子”號與國家天文臺地面站的通信試驗成功進行。專家稱,這標志著量子通信通路已被打開。據介紹,此次通信試驗中的光束被稱為信標光,是在進行量子通信之前用來與地面建立聯系、確定位置的。據悉,“墨子”號成功發射后,不斷傳出好信息。8月26日凌晨,星載開啟窄信標光(能量更高、發散角更小),國家天文臺興隆地面站成功實現天地實時對接,并接收到850nm的通信信號,是5個地面量子通信站中首個完成對接測試實驗的地面站。8月27日凌晨,再度成功進行天地對接驗證,興隆地面站已初步具備星地對接實驗條件。

  據媒體報道,英國《新科學家》周刊網站8月24日報道稱,中國發射世界首枚量子通信衛星將測試一種遠距離傳輸不可破解信息的方式。如果成功,那未來十年人們將目睹一場量子衛星熱,從而帶來一種讓用戶免受最精明竊聽者傷害的安全網絡。

  報道稱,在一個存在網絡戰、維基揭秘網和國家支持黑客行為的時代,一種真正私密對話方式的吸引力是顯而易見的,因為現有的基礎設施根本無法確保。這顆量子衛星是不同的,它利用一項名為量子密鑰分配(QKD)的技術來加密信號,量子力學定律能保證信息安全。因此,如果利用恰當,信號就不會被黑。

  據悉,美國、歐洲和中國已在光纖網絡上推出QKD技術,但距離只有幾百公里——距離再長,光信號就會變得太微弱。太空傳輸的光子卻能存活更久,且中國的量子衛星將利用量子糾纏特性進一步拓展QKD技術應用范圍。量子糾纏是指兩個粒子的量子態連接在一起,即便這兩個粒子是分離的。

  據悉,量子通信將只是量子運用的一個方面。量子技術的發展將打開很多科學研究和現實運用的可能。資料顯示,除量子保密通信外,量子科技的其他應用也將大大改變人類生活。比如通過量子計算,不僅可以解決氣象預報、藥物設計、金融分析、石油勘探等所需的大規模計算難題,且還能揭示新能源新材料、高溫超導、量子霍爾效應等復雜的物理機制。

 資本搶食量子通信

  量子通信和量子科技的巨大潛能已引來眾多資本“搶食”,當然其中也是林林總總、良莠不齊。

  川財證券指出,量子通信產業、硬件設備和信息系統將先行。量子通信產業鏈按照上、中、下游分為設備、網絡建設、運營及應用服務三個層次。一般而言,新興產業基建先行,量子通信產業仍處在早期階段,基礎設施投入逐步加大、應用逐步成型,當前時點上建議重點關注設備和網絡建設相關公司。

  神州信息在信息安全領域已實現提前布局,布局量子通信領域,發起成立龍安聯盟。早在2012年神州信息就開始參與量子城域網建設。2013年國家批準立項的量子保密通信“京滬干線”,該干線連接北京上海,全長2000余公里,是世界首條遠距離量子保密通信主干網,旨在提高我國軍事、政務和金融系統信息傳輸的安全性。近兩年,公司先后承建“量子保密通信‘京滬干線’技術驗證及應用示范項目”的室內聯調系統和主干網絡建設項目,目前在我國量子通信領域市場份額第一。而盛洋科技搭上炙手可熱的量子通信概念,卻由于公司未對關鍵信息予以充分披露,遭到上交所問詢。



關鍵詞: 量子通信

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