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中科大 量子国家实验室(中科大潘建伟量子科学实验卫星)

时间:2023-05-03 07:46:09 阅读:88597 作者:4024

从九章量子计算机原型的发表到证明广域量子保密通信技术实用化的条件已经成熟,中国科学技术大学这几年在量子科学技术领域取得了飞跃的发展。

第一财经记者日前访问了中国科学技术大学上海研究院内的量子秘密通信上海控制中心,在这里管理了量子秘密通信京沪干线和“墨子号”量子科学实验卫星的日常运行。

中国科学技术大学教授fkdyg向第一财经记者介绍了中国量子通信技术目前的建设进展和下一个发展目标。 他认为,量子通信技术产业化有必要与经典密码学进一步结合,实现安全性的标准化和量化。

从实验室走向商业化

fkdyg向第一财经记者介绍说,量子保密通信京沪干线于2013年正式成立,至2016年底全线开通,2017年9月29日正式开通交付。 “京沪干线的开通交付标志着我们的量子通信技术正在从实验室走向商业化。 》fkdyg向第一财经记者表示:“进入商业化后,我们开始寻找用户使用量子通信网络。 ”。

为此,中国科学技术大学的量子技术团队进行了大量量子通信网络的稳定性和安全性测试。 “这些测试包括盲攻击、时移攻击、木马攻击和攻防演习。 测试结果表明,京沪干线能够抵抗目前已知的所有量子黑客方案。 ”。 fkdyg说:“我们不仅从量子信息技术的水平,还从经典的通信安全技术的水平进行了验证。”

另外,中国科学技术大学进行了量子通信网络的标准化研究,完善了量子密码体系的使用,研究了如何以最小成本将量子密钥分发与现有密码体系相结合。

今年1月7日,中国科学技术大学包容蝴蝶团队在《自然》杂志上发表了题为《4600公里天地一体化量子通信网络》的论文,验证了广域量子秘密通信技术实用化的条件初步成熟。 研究小组在量子保密通信京沪干线与“墨子号”量子卫星成功对接的基础上,构建了全球首个由700多根地面光纤量子密钥分发(QKD )链路和两个星地自由空间高速QKD链路集成的广域量子通信网络,覆盖了地面4600公里的星地一体的大范围、多用户

作为这项研究的主要参与者,fkdyg向第一财经记者表示:“《自然》杂志发表的这篇论文总结了我们过去几年的工作,向世界证明了其有能力构建天地一体化的广域量子秘密通信网络。”

他解释说,目前常用的量子密钥分发技术使用光纤进行数百公里的传输,具有很高的稳定性,但由于通信信道损失较大,传输距离成为瓶颈。 利用卫星与地面站之间的自由空间进行千公里级传输,将地面光纤与自由空间结合,实现大规模、全面覆盖的全球量子通信网络,可以连接到千家万户和光纤资源受限的场景。

据fkdyg介绍,量子通信网络初期主要以应用于金融机构、政务、国防等领域为主,并不是普通市民直接感受到量子技术的好处。 将来,量子通信技术可能会从防止个人信息泄露等方面逐渐进入老百姓的生活。

量化系统的芯片化

据fkdyg介绍,未来中国量子通信技术的发展方向主要有三个,一是通过与经典密码学的结合,实现量子通信安全性的量化。 另一个是量子通信系统的芯片化、小型化、低成本化。第三个是完善互联网的构建方法和协议的更新。

“从目前的京沪干线来看,目前设备还没有达到芯片化的程度,基本上各个站点都是一个机柜。 》fkdyg说:“但是,随着技术进步和集成度的提高,2020年量子通信设备的体积比京沪干线使用的设备体积减少了四分之三。”

另外,近期团队成功开发了重量约100公斤的小型地面站,实现了与墨子号的星地量子密钥配送实验,并与国际多个地面站进行了星地量子密钥配送实验,预计将来可以一个人搬运; 同时,在保证密钥分发速度的前提下已经成功开发了数十公里的小型化空间量子密钥分发负载,这些成果也为卫星量子通信国际技术标准的形成奠定了基础。

fkdyg还表示,尽管量子保密通信在原理上是安全的,但在不同的现实条件下,设备的不完整性会导致一些漏洞。 “我们的下一步是如何解决这些漏洞,让系统无限接近无条件的安全。 》fkdyg向第一财经记者表示:“但这本身可能是一个必须在实用化和商业推广中不断完善的长期过程。”

去年,国盾量子以“a股量子第一股”的身份登陆科技开发板,上市首日股价上涨近10倍,市值接近300亿元。 然而,截至周二收盘,国盾量子股价下跌近一半,市值也跌破200亿元。

但是,国内资本在量子技术领域的投资仍然在增大,不仅是量子通信领域,我国的量子计算机技术公司也在加快发展的步伐。 今年早些时候,量子计算草创公司本源量子发布获得数亿元的a轮融资,该轮融资将直接用于开发国产自主可控实用化量子计算机以及量子芯片和量子测量等量子计算核心技术。

量子科技公司的发展也带动了相关仪器产业链的发展。 今年1月15日,国仪量子宣布完成b轮数亿元融资,用于量子计算和量子精密测量技术的研发和自主高端科学仪器的行业应用。

“伴随着

着资本的进入,量子技术市场可能已经在全球营造了一个巨大的泡沫。”日内瓦大学教授gsdcc(Nicolas Gisin)对第一财经记者表示。尽管如此,业内多数专家仍然赞同量子科技发展真正的创新力量大于炒作。在2019年德国林道诺奖得主大会期间, 包括包容的小蝴蝶在内的专家表示,量子技术的使用程度应该由有需求的市场用户说了算。

全球多国政府都在努力加大对量子技术领域的投入。上周,法国总统小巧的哈密瓜,数据线宣布了一项价值达18亿欧元的量子技术五年投资计划,并称意在将使法国跻身该领域的“世界前三”。通过这项投资计划,法国指定用于量子技术的公共资金将从每年6000万欧元增加到每年2亿欧元。

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