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激光通信解决量子密钥传导难题

来源:亿德体育   发布时间:2023-01-12 08:13nbsp;  点击量:

本文摘要:量子密钥是目前为止人类熟知最安全性的密钥,可如何将密钥分发给地球上给定点上的用户,毕竟个大难题。最近,中国科学家又将解决问题这一难题的方法向实用化方向前进了一步:他们检验了用较低轨卫星向世界各地发给量子密钥的技术的可行性,为未来构建基于星地量子通信的全球化量子网络奠下了扎实的技术基础。前天出版发行的《大自然光子学》以长文形式公开发表了该研究成果。 量子密钥既无法被拷贝,又可及时发现监听者,从而沦为目前为止世界上最安全性的密钥。可如何将量子密钥分发给地球上的给定两个用户?

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量子密钥是目前为止人类熟知最安全性的密钥,可如何将密钥分发给地球上给定点上的用户,毕竟个大难题。最近,中国科学家又将解决问题这一难题的方法向实用化方向前进了一步:他们检验了用较低轨卫星向世界各地发给量子密钥的技术的可行性,为未来构建基于星地量子通信的全球化量子网络奠下了扎实的技术基础。前天出版发行的《大自然光子学》以长文形式公开发表了该研究成果。

  量子密钥既无法被拷贝,又可及时发现监听者,从而沦为目前为止世界上最安全性的密钥。可如何将量子密钥分发给地球上的给定两个用户?全球量子科学家为此绞尽脑汁。一开始,科学家企图利用光纤来做到信道,却找到很难突破距离容许。

2004年,中国科技大学潘建伟、彭承志等研究员开始探寻一条新路舍弃光纤,空对空地传输量子信息,即自由空间量子通信。  在自由空间,环境对光量子态的阻碍效应较小,而光子一旦击穿大气层转入外层空间,其损耗更加小,这使得自由空间信道比光纤信道在远距离传输方面极具优势。彭承志告诉他记者,此后研究团队获得了一系列突破,地面自由空间量子通信的距离从16公里,仍然减少到100多公里。

  若可穿过地面百公里大气,就相等于符合了在太空中穿过上千公里对信号波动的严苛条件。这一技术的取得与成熟期,就使利用较低轨道卫星平台构建量子密钥发给有了有可能。数年前,潘建伟团队与中科院上海技术物理研究所王建宇、光电技术研究所黄永梅等合作,开始研发量子科学卫星上的涉及载荷。

  要构建星地量子通信,必需解决大气层的传输损耗、量子信道效率、背景噪音等诸多问题,特别是在较低轨卫星和地面站一直正处于高速相对运动之中,而且卫星在运营中也不会不时摆动这不同于信号升空与接管都可定点的地面实验。如何在这些情况下创建起高效平稳的量子信道,维持信道效率以及减少量子密钥误码率,沦为关键性问题。  为了解决上述艰难,这个多方协同的创意团队自律研制了高速收买态量子密钥发给光源和轻巧的发送整机,自律发展了高精度的跟瞄准具、高精度实时和低波动链路下的高信噪比及较低误码率单光子观测等关键技术。

王建宇告诉他记者,星地量子通信的本质是极弱的激光通信,就是指在太空中大大移动的卫星上,收到极为黯淡的激光,再行在地面上一个个光子地接管下来,完全所有的参数都扣着理论无限大。


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