中国科学家使用了“京沪干线”。和“ Mozi”用于量子安全通信的量子科学实验卫星,成功建立了世界上第一个集成了700多个地面光纤量子密钥分配链路和两个卫星到地面自由空间的高速量子广域量子通信网络密钥分发链接实现了4600公里的地面跨度以及天地融合的大规模,多用户量子密钥分发。
证明了广域量子通信技术的实际应用已经初步成熟,并有望在未来实现全球覆盖。量子安全通信网络奠定了坚实的科学技术基础。
结果发表在1月7日的《自然》杂志上。根据不同的通信渠道,量子密钥分配主要有两种实现方法:光纤和自由空间。
光纤量子密钥分发技术具有良好的通道稳定性,并且不易受温度,湿度和天气等环境因素的影响。然而,由于光纤固有的衰减特性,光纤量子密钥分配的传输距离被限制在数百公里的数量级。
自由空间量子密钥分配使用大气和外层空间中的自由空间作为传输介质,光子在自由空间中具有低损耗特性,这使得可以基于卫星平台分布超过1000公里的量子密钥。 “京沪干线”于2017年8月底完成验收,总长度超过2,000公里。
它是基于受信任的中继方案的世界上最长距离的量子安全密钥分配干线。现在,它已连接到金融,电力,政府事务等。
150个以上的行业用户。该研究团队克服了关键技术,例如高速量子密钥分发,高速和高效的单光子检测,可信赖的中继传输以及大规模的量子网络控制和监视。
安全测试结果表明,“京沪干线”已被广泛使用。可以抵御所有已知的量子黑客攻击,并且密钥分发的数量可以支持超过12,000个用户同时使用。
“墨子”于2016年8月成功启动,并成功实现了所有三个预定的科学目标。 “墨子”已与河北兴隆地面站建立了光链路。
在1200公里的通信距离上,卫星对地球量子密钥的传输效率比相同距离的地面光纤通道的传输效率高20个数量级。最近,研究团队在南山地面站实现了47.8kb / s的单轨道卫星对地面量子密钥生成速率,这是以前工作的40倍左右。
此外,卫星与地面之间的安全编码距离已从1200公里扩展到2000公里,地面站的俯仰角跨度几乎可以覆盖整个天空,其信道损耗相当于卫星之间的损耗。中高轨道卫星和地面。
量子通信在轨道卫星中的应用奠定了实验基础。 2019年,中国国家电网公司在``墨子''的基础上,建立了从北京到新疆2600公里的量子密钥分配通道,实现了电力通信数据的加密传输,并首次验证了通信的实际业务。
从工程角度看星地量子通信。可行性。
这一成就是由中国科学技术大学的潘建伟和他的同事Chen Yuao和Peng Chengzhi与中国科学院上海技术物理研究所的王建宇的研究团队合作完成的。济南量子技术研究所和中国有线电视网络有限公司。