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“墨子号”实现基于纠缠的无中继千公里量子密钥分发

2020-06-16 18:58 浏览:

量子暗码今朝被以为是不成破译的暗码。可是假如分发暗码的卫星被他人节制了怎么办?这个安全缝隙或者将被堵上。中国科学院15日公布, 墨子号 量子科学试验卫星在国际上初次实现千千米级基于纠缠的量子密钥分发。该试验结果不仅将以往地面无中继量子密钥分发的空间间隔提高了一个数目级,而且经由过程物理道理确保了纵然在卫星被他方节制的极度环境下依然能实现安全的量子密钥分发。国际学术期刊《天然》于北京时间6月15日23时在线揭晓了这一结果。

该结果是中国科学技能年夜学传授潘建伟及其同事彭承志、印娟等构成的研究团队,结合牛津年夜学埃科特传授、中科院上海技能物理研究所王建宇团队、中科院微小卫星立异研究院、中科院光电技能研究所等相干团队配合完成的。

潘建伟先容,基于纠缠的量子密钥分发的道理是,不管处于纠缠状况的粒子之间相隔多远,只要丈量了此中一个粒子的状况,另外一个粒子的状况也会响应确定,这一特征可以用来在遥远两地的用户间孕育发生密钥。

这次实验中,科学家们在 墨子号 量子卫星过境时,同时与新疆乌鲁木齐南山站以及青海德令哈站两个地面站成立光链路,以每一秒2对于的速率在地面跨越1120千米的两个站之间成立量子纠缠,进而在有限码长下以每一秒0.12比特的终极码速度孕育发生密钥。

潘建伟团队以前已经经在量子保密通讯京沪干线上,实现了间隔2000千米的量子密钥分发, 墨子号 也完成为了7600千米的洲际量子密钥分发。为何此次试验的1120千米还这么主要?

潘建伟注释,以前长间隔的量子密钥分发都要借助一种装备 中继节点,京沪干线需要32个中继节点 接力 转发,洲际量子密钥分发也需要以 墨子号 作为中继节点。 在陆地上,点对于点的光纤量子密钥分发,咱们在试验室前提下取患上的最佳的成就是500千米,在现实运用中梗概百千米摆布就需要成立一个中继节点。 潘建伟说: 这此中面对的安全问题,就是中继节点必需获得报酬保障。例如,假如 墨子号 被他人节制了,那末就存在密钥泄露的危害。

此次试验,让科学家们看到相识决这个问题的可能 在试验中,卫星作为纠缠源,只卖力分发纠缠,自己其实不把握密钥的任何信息,所天生的密钥不依靠可托中继,进一步晋升了量子保密通讯的实际安全性。潘建伟说: 哪怕卫星被他人节制了,暗码也是安全的。 《天然》杂志审稿人奖饰该事情 展示了一项开创性试验的成果 , 我简直以为不依靠可托中继的长间隔纠缠量子密钥分发和谈的试验实现是一个里程碑 。

而基于该研究结果成长起来的高效星地链路网络技能,可以将量子卫星载荷重量由现有的几百千克降低到几十千克如下,将地面吸收体系的重量由现有的10余吨年夜幅降低到100千克摆布,实现吸收体系的小型化、可搬运,为未来卫星量子通讯的范围化、贸易化运用奠基根蒂根基。