中国科学家打造一体化量子通信网络

2022-02-23 / 作者:猫咪资讯 / 来源:网络整理 / 阅读:479 /
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中国的一组研究人员展示了一个综合的空间到地面量子通信网络,该网络结合了一个由700多条光纤链路组成的大规模光纤网络和两条高速卫星到地面自由空间链路。Chen等人建立了世界上第一个集成量子通信网络,将地面上的700多根光纤与两条地面到卫星的链路相结合,为中国各地的用户实现了总距离为......

中国的一组研究人员展示了一个综合的空间到地面量子通信网络,该网络结合了一个由700多条光纤链路组成的大规模光纤网络和两条高速卫星到地面自由空间链路。

Chen et al. established the world’s first integrated quantum communication network, combining over 700 optical fibers on the ground with two ground-to-satellite links to achieve quantum key distribution over a total distance of 4,600 km for users across China. Image credit: University of Science and Technology of China.

Chen等人建立了世界上第一个集成量子通信网络,将地面上的700多根光纤与两条地面到卫星的链路相结合,为中国各地的用户实现了总距离为4600公里的量子密钥分发。形象学分:中国科学技术大学。

中国科学技术大学的潘建伟教授及其同事说:“量子密钥分发(QKD)利用粒子的量子态形成一串0和1,而发送方和接收方之间的任何窃听都会改变这个串或密钥,并立即被注意到。

“QKD有潜力实现安全通信和信息传输。”

“在实验室中,点对点QKD的可行性从早期在超过32厘米的实验室中进行的概念验证演示中可见一斑。这一距离后来扩大到诱饵国家QKD的100公里范围,最近扩大到与测量设备无关的QKD的500公里范围。”

“几个小规模的QKD网络也在实验室外进行了测试。然而,全球QKD网络实际上需要& # 8212;不仅仅是理论上的& # 8212;安全可靠的QKD网络,可由分布在广大地区的大量用户使用。”

2016年,中国发射了世界上第一颗量子通信卫星& # 8212;空间尺度的量子实验,或墨子/米修斯& # 8212;并以两个相距2600公里的地面站实现了QKD。

一年后,一条长达2000多公里的QKD京沪光纤网络建成。

使用可信中继,地面光纤网络和卫星对地链路被集成,为中国150多个工业用户提供服务,包括州和地方银行、市政电网和电子政务网站。

潘教授说:“我们的工作表明,量子通信技术已经足够成熟,可以进行大规模的实际应用。

“同样,如果把不同国家的国家量子网络结合起来,如果大学、机构和公司联合起来,对相关协议、硬件等进行标准化,就可以建立全球量子通信网络。”

潘教授和合著者测试并改进了集成网络不同部分的性能。

例如,随着时钟速率的提高和更高效的QKD协议,卫星对地面的QKD现在具有每秒47.8千比特的平均密钥生成速率,比以前的速率高40倍。

研究人员表示:“我们计划进一步扩大在中国的网络,并开发小规模、高性价比的QKD卫星和地基接收器,以及中高地球轨道卫星,以实现万公里级别的全时间QKD”。

他们的论文发表在本周的《自然》杂志上。

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4600多公里的空间对地量子通信综合网络。自然,2021年1月6日在线发布;doi:10.1038/s 14586-020-03093-8


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