京廣量子通信干線正在建設(shè)中
從位于上海浦東的中科大上海研究院量子工程中心了解到,我國的量子通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的步伐正在加快,目前正在研發(fā)多顆中高軌和低軌量子通信衛(wèi)星,同時連接北京和廣州的量子通信干線也在建設(shè)當中。
“未來我們的目標是建設(shè)成天地一體化的量子通信網(wǎng)絡(luò)。”中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授張強表示。2016年8月16日,我國首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”發(fā)射升空。一年之后,長達2000公里的“量子保密通信京滬干線”通過驗收,成為我國第一條量子通信的“高速鐵路”。中科大上海研究院量子工程中心正是“墨子號”和我國首條光纖量子保密通信線路“京滬干線”的總控中心。 量子通信廣義上是指以量子態(tài)編碼信息從一個地方傳輸?shù)搅硪粋地方,包含量子隱形傳態(tài)、量子糾纏交換及量子密鑰分發(fā)。狹義的量子通信指的是量子密鑰分發(fā)——利用微觀粒子的量子態(tài)實現(xiàn)密鑰分發(fā)。 量子具有不可克隆、不可分割,一次一密、完全隨機的特點,一旦被竊聽必然被發(fā)現(xiàn),且加密內(nèi)容不可破譯,因此原理上量子通信是一種無條件安全的通信方式。 “地面的量子通信網(wǎng)絡(luò)好比高鐵,量子衛(wèi)星就是飛機。目前國內(nèi)已經(jīng)成功發(fā)射了第一顆量子衛(wèi)星‘墨子號’,地面的通信網(wǎng)絡(luò)京滬干線也投入使用。我國還計劃發(fā)射很多個小衛(wèi)星,北京到廣州的第二條干線也獲得了發(fā)改委的批準!睆垙娬f道。 據(jù)張強介紹,在天上,墨子號量子衛(wèi)星已經(jīng)有五個站點——新疆烏魯木齊、西藏阿里、青海格雷哈、云南麗江和北京興隆,這些站點都可以實現(xiàn)與量子衛(wèi)星的信息連接。在地面上,京滬干線上已經(jīng)建成四個城市的城域網(wǎng),城域網(wǎng)就相當于城市地鐵。未來還有更多的城市正在建設(shè)城域網(wǎng),建設(shè)完成后通過一定的指路機制就能加入到京滬干線上來。 以2013年在濟南成立的城域網(wǎng)為例,該網(wǎng)絡(luò)建有56個節(jié)點,目前是世界上最大的城域網(wǎng)絡(luò),從2013年運行至今,無故障運行率達到99.7%!皟H0.3%的故障率意味著,這一量子通信網(wǎng)已經(jīng)可以符合現(xiàn)代通信的標準!睆垙娊榻B道。 張強稱,未來我國的目標是形成天地一體的全球化量子通信基礎(chǔ)設(shè)施;同時形成完整的量子通信產(chǎn)業(yè)鏈和下一代國家主權(quán)信息安全生態(tài)系統(tǒng);并且構(gòu)建基于量子通信安全保障的未來互聯(lián)網(wǎng),即“量子互聯(lián)網(wǎng)”。 目前在量子力學(xué)的研究方向上,歐美國家更側(cè)重于量子計算,對量子通信并沒有給予同等的重視,而我國很早就開始著手量子通信的研究和應(yīng)用。張強表示,由于起步早,在這一領(lǐng)域中國已經(jīng)領(lǐng)先于美國,建立了自己的優(yōu)勢。 作為中國量子通信總控中心的所在地,上海對于量子通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也給予了很多的支持。據(jù)介紹,2015年1月,上海張江投資建設(shè)了上海量子通信產(chǎn)業(yè)園(一期)。同年,量子工程中心還幫助陸家嘴打造了基于量子通信的金融網(wǎng)絡(luò)。 在產(chǎn)業(yè)落地方面,量子通信網(wǎng)絡(luò)的用戶主要覆蓋金融、軍事、互聯(lián)網(wǎng)、國家機關(guān)等!艾F(xiàn)在我們的主要產(chǎn)業(yè)伙伴來自銀行、云服務(wù)中心、超算中心等這些機構(gòu),因為他們的業(yè)務(wù)安全性要求高,愿意花成本建立量子通信網(wǎng)絡(luò)!睆垙姳硎,隨著現(xiàn)代社會對安全保密的需求越來越強烈,量子通信會在更多的行業(yè)中落地。至于量子技術(shù)合何時深入百姓的日常生活,張強也坦言現(xiàn)在沒有定論,有待科學(xué)的進一步發(fā)展。 中科大上海研究院量子工程中心成立于2008年,主要研究領(lǐng)域為量子物理基礎(chǔ)檢驗、量子通信、量子計算和量子模擬。中心主任為中國科學(xué)院院士潘建偉教授。中心現(xiàn)有多光子糾纏操縱、自由空間量子通信、高性能單光子探測、冷原子量子模擬和量子計算、基于冷原子量子存儲的量子中繼、半導(dǎo)體量子點等研究方向。中心已經(jīng)建立了脈沖光子糾纏、連續(xù)光子糾纏、光纖量子通信、原子系綜實驗、量子點實驗、NMR實驗等成熟先進的電子學(xué)設(shè)計制造開發(fā)等實驗平臺,建立和發(fā)展了一整套與量子通信研究相關(guān)的分析探測設(shè)備和手段,量子信息實驗研究條件具有國際先進水平。(來源:澎湃新聞) |