無(wú)需密鑰,即可直接在量子信道中傳輸秘密信息!記者9月22日從上海交通大學(xué)獲悉,該校陳險峰團隊和江西師范大學(xué)李淵華等人合作,在量子通信網(wǎng)絡(luò )取得重要突破,他們利用量子安全直接通信原理,..實(shí)現了網(wǎng)絡(luò )中15個(gè)用戶(hù)之間的安全通信,其傳輸距離達40公里。該研究為未來(lái)基于衛星的量子通信網(wǎng)絡(luò )和全球量子通信網(wǎng)絡(luò )奠定了基礎。相關(guān)論文發(fā)表在《光科學(xué)應用》。
量子通信包括量子密鑰分發(fā)、量子秘密共享和量子安全直接通信等模式。量子密鑰分發(fā)和量子秘密共享是在通信雙方共享密碼?,F有的量子通信網(wǎng)絡(luò )主要是基于量子密鑰分發(fā),用量子的方法在網(wǎng)絡(luò )中分發(fā)安全密鑰。目前還不能在網(wǎng)絡(luò )中直接傳輸安全信息。2000年,清華大學(xué)龍桂魯提出了量子安全直接通信,量子安全直接通信的特殊之處在于,不需要密碼就可以完成信息的安全傳輸。2021年《6G研究白皮書(shū)》指出,量子安全直接通信具有偵測竊聽(tīng)的能力,在下一代安全通信方面能夠展現巨大的潛力。
近幾年,量子安全直接通信發(fā)展迅速。2016年,山西大學(xué)和清華大學(xué)完成..單光子量子安全直接通信實(shí)驗;2017年,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和南京郵電大學(xué)完成了基于糾纏的量子安全直接通信;隨后,清華大學(xué)和南京郵電大學(xué)完成了500米光纖傳輸距離的量子安全直接通信;2020年,北京量子信息科學(xué)研究院和清華大學(xué)研制成功首臺具有實(shí)用價(jià)值的量子安全直接通信樣機,并在中關(guān)村論壇發(fā)布會(huì )上發(fā)布。
此次上海交通大學(xué)和江西師范大學(xué)聯(lián)合團隊基于量子安全直接通信原理,首先在實(shí)驗中制備出時(shí)間—能量糾纏。隨后利用光纖,在通信網(wǎng)絡(luò )的15個(gè)用戶(hù)之間的任意兩個(gè)分發(fā)糾纏。兩個(gè)用戶(hù)之間的傳輸距離為40公里。利用和頻產(chǎn)生器實(shí)現貝爾態(tài)分析解碼,完成信息的傳輸。實(shí)驗結果表明,其信息傳輸率達到了1Kbp/s。
該實(shí)驗為未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò )提供了重要的技術(shù)支撐,以此實(shí)驗為基礎,研究人員可以開(kāi)展更長(cháng)距離的量子通信網(wǎng)絡(luò )研究,以及實(shí)現星地之間,乃至全球化的量子通信網(wǎng)絡(luò )。(記者張曄)
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