潘建伟揭秘：量子密钥分发的未来之路

潘建伟揭秘：量子密钥分发的未来之路

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国家自然科学基金委员会

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来源

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https://www.nsfc.gov.cn/publish/portal0/tab434/info93612.htm

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https://cloud.baidu.com/article/3423617

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https://news.ustc.edu.cn/info/1056/90151.htm

中国科学院院士潘建伟在最新报告中描绘了全球量子通信网络的蓝图。他认为，这一网络将由三个板块构成：基于光纤的城域量子通信网络、量子中继器与存储器链接形成的城际间量子通信，以及量子卫星加持的远距离量子通信。

潘建伟团队在安徽合肥成功构建了国际首个基于量子纠缠的城域三节点量子网络，这一突破使得量子纠缠网络的距离从此前的几十米提升至几十公里，整整提升了三个数量级。这一成果被《自然》杂志审稿人评价为“开启了量子互联网研究的新篇章”。

在量子密钥分发（QKD）领域，潘建伟团队再次取得重要突破。他们通过发展基于乙炔饱和吸收谱的独立光源频率稳定技术，在500公里光纤距离下成功实现了无需统一光学频率参考的双场量子密钥分发。这一技术降低了激光器频率偏差控制的实施成本和技术难度，为QKD的实际部署提供了更加实用可行的技术路线。

在卫星量子通信方面，中国已走在世界前列。2016年发射的“墨子号”量子科学实验卫星实现了星地之间1000公里级量子纠缠、密钥分发及隐形传态。目前，中国正在研制中高轨量子卫星，轨道高度将达1万公里级别，预计搭载原子光钟的第一颗GEO量子卫星有望在2027年问世。这将使地表的量子通信距离延伸至1万公里级，基本达成网络“全球通”条件。

尽管取得了显著进展，量子密钥分发技术仍面临一些挑战。例如，独立光源的频率偏差、光纤链路的波动等都可能影响系统的性能。但是，潘建伟团队的最新研究成果为解决这些问题提供了新的思路和方案。

随着技术的不断进步，量子密钥分发技术正在向实用化迈进。例如，韩国正在建设基于量子密码通信技术的800公里国家网络。中国科学技术大学郭光灿院士团队也创造了833公里光纤量子密钥分发的世界纪录。

量子密钥分发技术的独特优势使其在金融、国防、医疗等领域的应用前景广阔。它不仅能够提供理论上无法被破解的密钥分发方法，还能够在窃听发生时立即被通信双方察觉，为信息安全提供了前所未有的保障。

潘建伟院士的最新报告和研究成果展示了量子密钥分发技术的光明前景。虽然仍面临一些技术挑战，但随着研究的深入和创新的不断涌现，全球量子通信网络的实现指日可待。这一技术将为数字化时代提供更高层次的安全保障，重塑未来的网络安全格局。