1月7日，中國科學技術大學宣布，我國科研團隊成功實現了跨越4600公里的星地量子密鑰分發，標志著我國已構建出天地一體化廣域量子通信網雛形，為未來實現覆蓋全球的量子保密通信網絡奠定了科學與技術基礎。
圖為中國研究團隊在《自然》雜志上發表的 “跨越4600公里的天地一體化量子通信網絡”論文截圖（圖片來源：《自然》雜志官網）
量子是質量、能量等各種物理量的最小單元，它以某種粒子狀態存在。比如光其實是以光子為單位一份一份變化的，一個光子就是一個量子。量子不可分割、不可克隆。科學家利用這些特性，可以制做出最安全的保密鑰匙，從而讓信息傳輸變得更加安全。
量子密鑰分發，就是是利用量子通信的方式，讓通信雙方擁有共同的密鑰。由于密鑰利用量子態進行加密，任何竊聽行為都會造成量子態改變，從而暴露。這也意味著量子密鑰分發具有“無條件的安全性”。
1989年，量子通信首次誕生，傳輸距離僅為32厘米。經過20多年努力，中國在量子通信領域實現了從跟跑到領跑的重大轉變。
2016年，中國成功發射全球首顆量子科學實驗衛星“墨子號”；2017年9月，世界首條量子保密通信干線——“京滬干線”正式開通。在“京滬干線”與“墨子號”量子衛星成功對接的基礎上，構建了世界上首個集成700多條地面光纖量子密鑰分發鏈路和兩個衛星對地自由空間高速量子密鑰分發鏈路的廣域量子通信網絡，實現了星地一體的大范圍、多用戶量子密鑰分發。
星地量子通信網（圖片來源于網絡）
據介紹，“京滬干線”總長超過2000公里，覆蓋四省三市共32個節點，包括北京、濟南、合肥和上海4個量子城域網，通過兩個衛星地面站與“墨子號”相連，總距離4600公里。
目前，量子通信技術已經在我國獲得應用。其中，量子保密通信技術已經為紀念抗戰勝利70周年閱兵、十九大等國家重要會議和活動提供了信息安全保障。此外銀行業監管信息報送、人民幣跨境收付信息管理系統、網上銀行數據異地災備系統等都應用了量子保密通信技術。未來，量子通信在金融、政務、國防、電子信息等領域將進一步廣泛應用。
出品：光明網科普事業部
監制：戰 釗
制作：宋雅娟 肖春芳
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