中国科大实现全被动量子密钥分发新突破

中国科大实现全被动量子密钥分发新突破

引用

证券时报网

等

8

来源

1.

https://www.stcn.com/article/detail/1348125.html

2.

https://finance.sina.com.cn/roll/2024-10-12/doc-incsfvxf7736339.shtml

3.

http://quantumcas.ac.cn/xwdt/list5.htm

4.

https://kxjst.jiangsu.gov.cn/art/2024/7/17/art_83499_11299182.html

5.

http://www.hfnl.ustc.edu.cn/detail?id=22084

6.

https://www.edu.cn/rd/gao_xiao_cheng_guo/cheng_guo_zhan_shi/202402/t20240227_2560093.shtml

7.

https://www.tsinghua.edu.cn/info/1175/116246.htm

8.

https://www.ustcif.org.cn/default.php/content/2971

2023年9月，中国科学技术大学郭光灿院士团队在量子密钥分发（QKD）领域取得重大突破，首次提出并实验验证了一种全被动的QKD实现方案。这一创新不仅优化了量子密钥分发的技术路径，更为实现高安全性的量子通信网络提供了全新思路。

传统的QKD系统通常采用主动调制的方式，通过发送端主动改变光子的量子态来实现密钥的传输。然而，这种主动调制方案存在一些固有缺陷：系统复杂度高、易受环境干扰、可能引入额外的安全漏洞。中国科大研究团队提出的全被动QKD方案，彻底摒弃了主动调制环节，通过时间戳-相位编码技术实现了密钥的传输。

这一技术突破的关键在于“全被动”特性：

1. 无需主动调制：系统不再需要复杂的调制装置，简化了硬件结构，降低了系统复杂性。

2. 时间戳-相位编码：利用光子到达时间的微小差异进行编码，这种编码方式对环境干扰具有天然的鲁棒性。

3. 提高安全性：全被动方案避免了主动调制可能带来的安全漏洞，进一步提升了系统的现实安全性。

这一突破对量子通信产业具有深远影响。当前，中国在量子通信领域已取得显著成就：

• 国家量子骨干网：总里程超过1万公里，覆盖京津冀、长三角、粤港澳、成渝等重要区域。

• 卫星量子通信：成功发射“墨子号”和“济南一号”，卫星地面接收站重量已降至100公斤左右，支持移动通信。

• 应用落地：量子通信已在金融、政务、边检等领域得到实际应用，多家银行和政府部门成为其“忠实客户”。

全被动QKD技术的出现，将进一步推动量子通信网络的建设和应用：

1. 降低部署难度：更简单的系统结构意味着更低的部署成本和维护难度。

2. 提升网络稳定性：对环境干扰的鲁棒性增强，提高了量子通信网络的可靠性和稳定性。

3. 强化安全防护：更高的安全性为敏感信息传输提供了更可靠的保障，特别是在金融交易、政府通信等高安全需求领域。

随着全被动QKD技术的不断发展和完善，其应用前景将更加广阔：

1. 城域网与广域网融合：结合无人机、卫星等平台，实现天地一体化的量子通信网络覆盖。

2. 行业应用拓展：从金融、政务向医疗、能源等更多领域延伸，为各行各业提供安全的通信解决方案。

3. 标准化与产业化：推动QKD技术标准的制定，促进产业链上下游协同发展，形成完整的量子通信生态系统。

中国科大此次的技术突破，不仅展现了我国在量子科技领域的持续创新能力，更为构建更加安全的量子通信网络奠定了坚实基础。随着技术的不断成熟和应用的逐步推广，量子密钥分发有望成为保障国家信息安全的重要技术支撑。