随着全球互联网产业的飞速发展,网络信息安全日益成为人们关心的问题。与传统加密通信手段相比,量子通信技术被寄予厚望:采用量子密钥对通信数据进行加密后,如果有第三方试图通过测量截取密钥,那么通信双方会迅速察觉——基于量子力学原理,任何对量子系统的测量都会改变整个系统。
由中国科学院院士潘建伟率领的科研团队,在量子通信技术的实现方面占据国际领先地位。潘建伟于近日透露,中国有望在今年7月发射全球首颗量子科学实验卫星,实现卫星和地面之间的量子通信,并结合地面上的光纤量子通信网络构建一个广域量子通信体系。
潘建伟曾于2012年获得国际量子通信奖(International Quantum Communication Award),亦是该奖项的首位华人得主。去年年底,英国物理学会旗下杂志《物理世界》(Physics World)评选2015年度国际物理学十大突破,潘建伟团队就因首次实现光子多自由度的量子隐形传态(Quantum Teleportation)被位列榜首。
从原理上来说,量子通信是无条件安全的通信方式。由于作为信息载体的单光子不可分割、量子状态不可克隆,可以实现抵御任何窃听的密钥分发,进而能保证用其加密的内容不可破译。
据潘建伟介绍,发射量子卫星的目的主要是基于应用和基础研究两方面的考虑。在应用方面,如果利用量子卫星,光子信号在穿过大气层后只有20%左右会损失掉,比光纤传输有效得多;在基础研究方面,卫星可以帮助在宏观距离上检验量子力学的非局域性(Non-Locality),即被著名物理学家爱因斯坦讽刺为“幽灵般的远程效应”的量子纠缠(Quantum Entanglement)。
潘建伟还透露,该卫星在硬件方面基本准备完毕,已经完成载荷正样产品、卫星平台正样产品研制、整星电测和热平衡试验等;正在进行的工作则包括发射星集成测试、力学试验、磁测试等;在科学应用系统方面,已完成三个量子通信地面站的验收测试。
中国于2011年启动量子科学实验卫星的研制,2013年则启动了光纤量子通信网络工程“京沪干线”项目,预计今年年底完成项目总验收。仍在建设中的“京沪干线”连接北京、济南、合肥、上海,全长2025公里,是世界首例千公里级高可信、可扩展的广域光纤量子通信网络,在建成后将用于金融、政务等领域信息的安全传输。
来源:新华网、科学网、财新网、Physics World