中国首次成功实现星地量子密钥分发

 

中国“墨子号”卫星史上首次实现星地量子密钥分发,这种方法理论上可以排除未经许可接触所发送信息的可能性。

“墨子号”的这一成果发表在10日出版的国际权威学术刊物《自然》杂志上。《自然》杂志的审稿人称赞星地量子密钥分发成果是“令人钦佩的成就”和“本领域的一个里程碑”。

报道称,量子卫星首席科学家、中国科学院院士潘建伟说,“墨子号”量子密钥分发实验采用卫星发射量子信号,河北兴隆与新疆南山地面站分别接收的方式,在北京和乌鲁木齐之间建立了量子密钥。

据介绍,“墨子号”过境时与地面光学站建立光链路,通信距离从645公里到1200公里。在1200公里通信距离上,星地量子密钥的传输效率比同等距离地面光纤信道高20个数量级(万亿亿倍)。

卫星上量子诱骗态光源平均每秒发送4000万个信号光子,一次过轨对接实验约10分钟可生成300kbit的安全密钥,平均成码率可达每秒1.1kbit。

“这样的密钥发送效率可以满足绝对安全的打电话或银行传输大量数据的需求。”潘建伟说。

他说,这一重要成果为构建覆盖全球的量子保密通信网络奠定了可靠的技术基础。以星地量子密钥分发为基础,将卫星作为可信中继,可以实现地球上任意两点的密钥共享,将量子密钥分发范围扩展到覆盖全球。此外,将量子通信地面站与城际光纤量子保密通信网(如合肥量子通信网、济南量子通信网、京沪干线)互联,可以构建覆盖全球的天地一体化保密通信网络。

“墨子号”于2016年8月16日在酒泉卫星发射中心发射升空,经过四个月的在轨测试,2017年1月18日正式交付开展科学实验。

量子通信在国防、军事、金融等领域应用前景广阔。有专家预测,量子通信技术可能在20至30年后对人类社会发展产生难以估量的影响。