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量子通信将引领未来科技发展

2015-12-18 10:11
黯影冰风
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  最近几天,各大媒体频繁报道量子通信,今天更是有报道称量子技术研究有望获国家科技大奖——按此前惯例,2015年度国家科学技术奖拟于2016年1月在人民大会堂举办颁奖典礼。从目前公布的初评结果可预判,若本次自然科学一等奖终有得主,该荣誉将花落“多光子纠缠干涉度量学”。因为该项目是本年度唯一一个入选该等级奖项的初评项目。

  而在业内,今年9月10日,广播电视规划院与中国科学技术大学正式签订合同,与中国有线电视网络有限公司共同参与推进国家量子保密通信“京沪干线”技术验证及应用示范项目。

  在规划院方面,本项目将具体由NGB技术应用实验室承担,协助中科大、中国有线搭建量子通信广电应用实验系统,提供比对测试、安全评估等专项研究和技术服务。

  将来也许会有一个天地一体的大规模量子通信基础设施,在量子通信的支持下,构建一个有安全保障的互联网。随着电子信息技术的飞速发展,以微电子技术为基础的信息技术即将达到物理极限,而以量子效应为基础的量子通信,则日益显示出将成为引领未来科技发展的重要领域。

  全球信息产业界国际巨头IBM、Philips、AT&T、Bell实验室、HP、西门子NEC、日立、三菱、NTTDoCoMo等对量子通信技术投入大量研发资本,开展量子通信技术的研发和产业化。

  量子通信不仅可用于国防等领域的国家级保密通信,还可用于涉及秘密数据、票据的金融行业和政府部门的复杂业务。

  在国防领域,量子通信能够应用于通信密钥生成与分发系统,构成作战区域内机动的安全通信网络;能够用于改进光网信息传输保密性,由此提高信息保护和信息对抗能力;还能够应用于深海安全通信,为远洋深海安全通信开辟崭新途径和目标,为国防赢得先机。

  此外,量子通信在各行各业都将发挥巨大作用,还可用于金融机构的隐匿通信,用于对电网、煤气管网和自来水管网等重要能源供给基础设施的监控和通信保障等。

  在中国,科技部、国家自然科学基金委、中科院等部门高度重视和大力支持量子通信的基础和应用研究。

  近年来,中国科学家一直在实用化量子通信领域实现突破,已有部分方面居世界领先地位。

  2004年,中科大郭光灿研究组在北京与天津之间成功实现了125km光纤的点对点的量子密钥分配线路。

  2009年,该小组在安徽省芜湖市构建了包括6个节点的“量子政务网”。需要指出的是,当时的这些量子密钥分发线路不能克服光子数分离攻击。

  利用安全距离超过百公里的诱骗态量子通信技术,潘建伟研究组在前期量子通信原型设备与组网技术取得突破的基础上,2012年,建设完成了国际上首个规模化的城域量子通信网络——合肥城域量子通信试验示范网。

  该网络包含46个节点,规模远超国际上的同类型网络,在合肥市区多个政府部门、金融机构和科研院校得以应用。

  基于已成熟的规模化城域量子通信组网技术,同年,该小组与新华社合作,建设了“金融信息量子通信验证网”,在国际上首次将量子通信网络技术应用于金融信息的安全传送。

  2013年,由该小组牵头的千公里级大尺度光纤量子通信骨干网工程“京沪干线”正式立项,将建设连接北京、上海,贯穿济南、合肥等地的高可信、可扩展、军民融合的广域光纤量子通信网络,建成国际上首个大尺度量子通信技术验证、应用研究和应用示范平台。

  星地自由空间量子通信方面,由于潘建伟研究组前期取得的一系列技术突破,中科院于2011

  年底启动了“量子科学实验卫星”战略性先导科技专项。该专项预计在2016年左右发射卫星,在国际上率先实现高速星地量子通信,连接地面光纤网络,初步构建我国广域量子通信网络。

  2012年,潘建伟教授因其“在量子通信和多光子纠缠操纵方面的先驱性贡献”,获得量子信息领域的国际最高奖——国际量子通信奖(QuantumCommunicationAward),成为首位获此奖项的中国物理学家。

  预计,在光纤量子通信方面,量子通信的关键设备——单光子探测器的性能将大幅提升,这些性能指标包括:高工作频率、低暗计数率、高探测效率。

  同时,相关核心量子器件,如半导体单光子探测器的雪崩光电二极管(APD)将完全国产化。

  另一方面,国内的大规模组网技术将进一步成熟,网络容量达到千用户以上量级。

声明: 本文由入驻维科号的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

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