量子通讯

✍ dations ◷ 2025-09-28 22:12:31 #量子通讯
量子网络(英语:quantum network),是指在多个通信节点间,利用量子密钥分发进行安全通信的网络。各节点间产生的量子密钥可以对传统的语音、图像以及数字多媒体等通信数据进行加密和解密。由于量子通信线路无法通过挂接旁路窃听或拦截窃听,只要被窃听就会让量子态发生变化从而改变通信内容被侦知,从而实现安全的通信。欧洲日内瓦大学和康宁玻璃公司合作建造的量子通信光纤网络全长为307公里。中国于2017年9月底开通的京沪干线长达2000公里。量子通信融合了现代物理学和光通信技术研究的成果,由物理学基本原理来保证密钥分配过程的无条件安全性。量子密钥分发根据所利用量子状态特性的不同,可以分为基于测量和基于纠缠态两种。基于纠缠态的量子通信在传递信息的时候利用了量子纠缠效应,即两个经过耦合的微观粒子,在一个粒子状态被测量时,同时会得到另一个粒子的状态。世界上已有美国、欧洲、中国等多个研究小组和机构致力于量子通信网的研发。2004年,中国科学技术大学潘建伟教授的科研团队首次实现五光子纠缠和终端开放的量子态隐形传输。2005年,美国建成了DARPA量子网络。其连接节点有3个,分别为美国BBN公司、哈佛大学和波士顿大学,目前延伸长度为10公里。2008年8月,潘建伟团队研制20km级3方量子电话网络。来自12个欧盟国家的41个科研小组经过四年半时间,建立了SECOQC量子通信网络,并于2008年10月在维也纳现场演示了一个基于商业网络的安全量子通信系统。该系统集成了多种量子密码手段,包含6个节点。其组网方式为在每个节点使用多个不同类型量子密钥分发的收发系统并利用可信中继进行联网。2009年,潘建伟团队在合肥构建和演示了一个4节点全通型量子通信网络。其中任意两个节点都可以互联互通、实时地产生不落地量子密钥,进而用来进行各种加密的数据、语音和多媒体通信等应用。此网络基于诱骗态量子通信方案,大大提高了安全通信的距离和密钥产生速率,同时保证了绝对安全性 。其最近的两个通信节点超过16km。每个节点可工作在全双工模式,即同时作为量子信号发射和接收方进行量子通信。截止2009年,点对点的两方量子通信技术已经比较成熟, 科学家和技术人员利用光量子态已经能够实现几十公里到百公里级的两方量子密钥分发系统 。 为了拓展应用,需对点对点的通信方式进行组网,满足多用户的通信需要。为了与现有通信系统兼容以及大量减少成本,量子通信网还将充分利用经典通信设施,如现有光纤网络。2014年11月15日,中国研发的远程量子密钥分发系统的安全距离扩展至200公里,刷新世界纪录。2016年8月16日,中国发射全世界首颗量子科学实验卫星。截至2017年8月,已完成了包括千公里级的量子纠缠分发、星地的高速量子秘钥分发,以及地球的量子隐形传态等预定的科学目标。2017年9月29日,世界首条量子保密通信干线“京沪干线”正式开通。当日结合京沪干线与“墨子号”量子卫星,成功实现人类首次洲际距离且天地链路的量子保密通信。干线连接北京、上海,贯穿济南和合肥全长2000余公里,全线路密钥率大于20千比特/秒可同时供上万用户密钥分发。中国“金融信息量子通信验证网”在北京开通,计划依托于京沪干线执行两大金融重镇间的保密,在世界上首次将量子通信技术应用于金融信息安全传输。另有“济南党政机关量子通信专网”是第一个党政机关网,可供百平方公里的近200个终端进行保密通信,用户之间的通信实现了每秒产生4000多个密码。济南量子科学研究院院长助理周飞参与了整个济南专网的建设,并世界上首次应用于公检法部门,例如在检察院系统,对一些贪腐案件调查进行信息沟通时,通过量子通信电话可以保证信息安全性,不存在泄露或窃听;能够实务应用的关键是室温下通信波段单光子探测器的研发成功。

相关

  • CREST综合征CREST综合征,即局限性硬皮病,是系统性硬皮病的一个亚型 。它的名字来源于疾病的典型表现:钙质沉着(Calcinosis, C)、雷诺氏综合征(Raynaud's syndrome, R)、食道运动功能障碍(Esopha
  • 咽头人类的咽(pharynx),又称咽头,是颈部的一个部分,为一条连接口腔和鼻腔至食道和气管(食道和气管交界)的圆锥形通道,是消化道和呼吸道的交会处。咽头与喉头在解剖学上合称为咽喉。人类
  • 靶向治疗人体解剖学 - 人体生理学 组织学 - 胚胎学 人体寄生虫学 - 免疫学 病理学 - 病理生理学 细胞学 - 营养学 流行病学 - 药理学 - 毒理学靶向治疗或靶向分子治疗(英语:Targeted
  • 麦粒肿麦粒肿(英语:Hordeolum,亦称Stye),又称为针眼、偷针㽿(“㽿”,南京官话:ko1,苦禾切),是眼睑下一种皮脂腺的感染。这导致眼睑边缘出现红肿,眼睑外侧或内侧可能会受到影响。麦粒肿的形成通
  • 一氧化氮合成酶一氧化氮合酶(缩写NOS)是一组酶(EC1.14.13.39)的统称。这种酶负责将精氨酸中的氮原子,在氧气(O2)及其他辅助因素包括烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)、黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、黄素
  • 中华 (消歧义)地理上的中华可指中原或中国的代称,详见中国的称号#中华。古代政权上的中华指中夏,中华或中夏为封建制下的天子所在国,诸候所在国为诸夏或称诸华。中华和诸华(中夏和诸夏)统称华
  • ClFsub5/sub五氟化氯(Chlorine pentafluoride)化学式为ClF5,是氟和氯的化合物,首次合成于1963年。它具有C4v对称性的四方锥结构已经被高清晰度的19F核磁共振所证实。最初,一种常用于合成这种
  • 善恶善(古希腊语:ἀγαθὸν,拉丁语:bonum,英语:goodness),是宗教、哲学、伦理学等范畴中的一个基本概念,例如“善,德之建也。”(《国语·晋语》),“善”与“恶”相反。善的含义接近于道德
  • 约翰·乔利约翰·乔利(英语:John Joly,1857年11月1日-1933年12月8日),爱尔兰物理学家,推动了癌症的放射治疗发展,另一项贡献是根据矿物的放射物质而断地质年龄。
  • 耶灵石耶灵石(Jelling stones)是公元10世纪巨大的经雕刻的卢恩石(runestone),发现于丹麦耶灵。两块耶灵石中较古老的那块由国王老高姆(Gorm the Old)为纪念其妻赛拉(Thyra)所立。国王高姆是