我國科學(xué)家創(chuàng)現(xiàn)場光纖量子通信新紀(jì)錄 2021全球量子通信行業(yè)市場調(diào)研及投資前景分析

• 2021年6月25日 WuYaNan來源：互聯(lián)網(wǎng) 中研網(wǎng) 674 39
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近期，潘建偉團(tuán)隊在連接山東濟(jì)南與青島的“濟(jì)青干線”現(xiàn)場光纜上，基于王向斌提出的“發(fā)送—不發(fā)送”雙場量子密鑰分發(fā)協(xié)議，研發(fā)出時頻傳輸技術(shù)和激光注入鎖定技術(shù)，突破現(xiàn)場遠(yuǎn)距離高性能單光子干涉技術(shù)，采用兩種技術(shù)方案分別實(shí)現(xiàn)428公里和511公里的雙場量子密鑰分發(fā)，

我國科學(xué)家創(chuàng)現(xiàn)場光纖量子通信新紀(jì)錄

量子的“不可克隆”原理，理論上保證了量子通信的安全性，但量子特性也使得量子通信不能像傳統(tǒng)光通信那樣，通過中繼放大信號，因此量子通信的光纖傳輸距離受到信號損耗的限制。近期，潘建偉團(tuán)隊在連接山東濟(jì)南與青島的“濟(jì)青干線”現(xiàn)場光纜上，基于王向斌提出的“發(fā)送—不發(fā)送”雙場量子密鑰分發(fā)協(xié)議，研發(fā)出時頻傳輸技術(shù)和激光注入鎖定技術(shù)，突破現(xiàn)場遠(yuǎn)距離高性能單光子干涉技術(shù)，采用兩種技術(shù)方案分別實(shí)現(xiàn)428公里和511公里的雙場量子密鑰分發(fā)，創(chuàng)造了現(xiàn)場無中繼光纖量子密鑰分發(fā)傳輸距離的新世界紀(jì)錄。

該研究成果超過500公里的光纖成碼率打破了傳統(tǒng)無中繼量子密鑰分發(fā)所限定的成碼率極限。在實(shí)際環(huán)境中證明了雙場量子密鑰分發(fā)的可行性，為實(shí)現(xiàn)長距離光纖量子網(wǎng)鋪平了道路。

量子通訊是什么?

量子通訊(Quantum Communication)是指利用量子效應(yīng)加密并進(jìn)行信息傳輸?shù)囊环N通訊方式。

量子通訊主要涉及:量子密碼通信、量子遠(yuǎn)程傳態(tài)和量子密集編碼等，這門學(xué)科已逐步從理論走向?qū)嶒?yàn)，并向?qū)嵱没l(fā)展。高效安全的信息傳輸日益受到人們的關(guān)注。基于量子力學(xué)的基本原理，量子通訊具有高效率和絕對安全等特點(diǎn)，并因此成為國際上量子物理和信息科學(xué)的研究熱點(diǎn)。

國際上許多研究小組都在對這一課題進(jìn)行研究，并提出了一系列量子糾纏態(tài)純化的理論方案，但是沒有一個是能用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。潘建偉等人發(fā)現(xiàn)了利用現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)驗(yàn)上是可行的量子糾纏態(tài)純化的理論方案，原則上解決了在遠(yuǎn)距離量子通信中的根本問題。這項(xiàng)研究成果受到國際科學(xué)界的高度評價，被稱為"遠(yuǎn)距離量子通信研究的一個飛躍"。

量子密鑰分配如何保障安全性?

由于量子隱形傳態(tài)技術(shù)還非常遙遠(yuǎn)，接下來只介紹已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的量子密鑰分配。因?yàn)楣庾泳哂胁豢煞指钚?。在單光子發(fā)射的情況下，竊聽者不可能將光子切成兩半，拿走一半獲得密鑰，一半傳輸給接收方。因?yàn)楣庾硬豢赡鼙粶?zhǔn)確的復(fù)制，所以竊聽者無法通過復(fù)制光子獲取信息。因?yàn)楣庾訜o法準(zhǔn)確的測量，所以竊聽者無法通過準(zhǔn)確測量光子，制備出一個一模一樣的光子?？偠灾?，竊聽者無法將一個光子變成一模一樣的兩個光子，或者無法將光子信息讀取出來后將光子再發(fā)出去。一個未知的量子態(tài)是唯一的，接收者如果接收到了了準(zhǔn)確的光子，那么竊聽者就拿不到任何信息。

中國量子通信技術(shù)已達(dá)世界頂尖水平

目前量子作為前沿技術(shù)已獲德國、美國等多個國家的追捧，競爭日趨激烈。早在2016年，歐盟宣布將量子技術(shù)作為新的旗艦科研項(xiàng)目。不久前，德國表示計劃2021年建成當(dāng)?shù)厥着_量子計算機(jī)，并在5到10年后推動相關(guān)新技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

中國構(gòu)建全球首個星地量子通信網(wǎng)，中國科研團(tuán)隊成功實(shí)現(xiàn)了跨越4600公里的星地量子密鑰分發(fā)，標(biāo)志著我國已構(gòu)建出天地一體化廣域量子通信網(wǎng)雛形。該成果已在英國《自然》雜志上刊發(fā)。

量子通信是量子科技三大方向之一，量子通信是一門交叉學(xué)科，是通信電子科學(xué)和量子力學(xué)相結(jié)合的新興產(chǎn)物，這種通信技術(shù)可以完成傳統(tǒng)信息傳輸所不能完成的信息處理技術(shù)任務(wù)，與傳統(tǒng)通信技術(shù)和通信方式相比，具有獨(dú)特的優(yōu)越性。

近年來，歐洲、美國等都制定了國家層面的科技和產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃，大力支持量子計算、量子通信等量子技術(shù)的發(fā)展。未來隨著量子計算的快速發(fā)展，以及云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)、新應(yīng)用和新模式快速融合發(fā)展觸發(fā)了新的未知安全威脅，對信息安全帶來了更大的挑戰(zhàn)。目前，中國的量子通信技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界頂尖水平，領(lǐng)先歐美國家不止一個身位。

量子通信行業(yè)研究報告在總結(jié)中國行業(yè)發(fā)展歷程的基礎(chǔ)上，結(jié)合新時期的各方面因素，對行業(yè)的發(fā)展趨勢給予了細(xì)致和審慎的預(yù)測論證。未來量子通信行業(yè)將如何發(fā)展?請點(diǎn)擊查看中研普華研究院報告《2021-2026年中國量子通信行業(yè)發(fā)展前景及投資風(fēng)險預(yù)測分析報告》。

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