中德联手，量子加密迎来重大突破！
中德联手，量子加密迎来重大突破！
2024年4月，德国技术大学（DTU）研究团队宣布在量子密钥分发（QKD）技术上取得重大突破。他们成功实现了跨越100公里的连续变量量子密钥分发，这是迄今为止使用CV QKD方法实现的最远距离。这一成就标志着先进量子加密技术与现有互联网基础设施兼容性的重大突破，解决了量子通信领域面临的关键挑战之一：在长距离上维持量子相干性。
德国技术大学副教授托比亚斯·盖林（Tobias Gehring）表示：“我们已经实现了若干关键技术进步，特别是在减少光子在传输过程中的损失方面。在发表于《科学进展》杂志上的这项实验中，我们通过光纤成功地在100公里的距离上安全地分发了量子加密密钥。”
这一突破的重要性在于，它不仅创造了新的距离记录，更为重要的是，CV QKD技术能够与现有的互联网基础设施兼容。盖林解释说：“这项技术的一个优点是，它允许我们建立一个与现有光通信系统相似的结构。光通信，互联网的基石，通过在光导纤维中传输红外光来发送数据。这些纤维像是布置在电缆中的导光板，确保我们能够在全球范围内传输数据。使用光纤电缆，数据可以更快、更远地传输，且光信号相对不易受到干扰（或称噪声）。”
与此同时，中国科技大学研究团队也在量子通信领域取得了重要进展。在中国科技大学杰出讲席教授、中国科学院量子信息与量子科技创新研究院院长潘建伟院士的带领下，研究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。这项研究使得现实中量子纠缠网络的距离，由此前的几十米整整提升了3个数量级，达到几十公里。
潘建伟院士表示，在未来6到10年间，更长距离、更大规模、更为可靠的1000公里级量子通信网络，就可以在城际之间建立起来。对于被赋予信息量的量子纠缠，可在更广大的域场发生。潘建伟院士预计，搭载原子光钟的第一颗GEO量子卫星有望在2027年问世。所谓GEO即地球同步轨道，也就是高地球轨道，运行在距离地面约36000公里的圆形轨道上。可以预见的是，基于星地之间的量子通信“长跑接力”，地表的量子通信距离也将一举延伸至1万公里级，基本达成网络“全球通”条件。
这些技术突破对金融等关键领域的实际应用价值已经初步显现。美国金融巨头摩根大通宣布成功实施了一个高速量子安全加密敏捷网络（Q-CAN），通过光纤连接了两个数据中心。Q-CAN成功使用量子密钥分发（QKD）技术，确保连接数据中心的多个独立、高速虚拟专用网络（VPN）通过一个100 Gbps的光纤连接数据中心。目前，第三个量子节点也已建立，并作为研究平台用于测试适用于银行和金融业的下一代量子技术。
随着量子计算机的发展，传统加密算法面临着被破解的风险。而量子密钥分发技术基于量子力学原理，任何窃听行为都会改变量子态并被合法用户察觉，这种安全性是理论上的“不可破解”。因此，德国技术大学和中国科技大学的最新突破，不仅提升了网络安全性能，更为构建下一代量子保密通信网络奠定了基础。通过这些技术进步，未来金融领域和其他关键基础设施的数据传输将更加安全可靠。