量子通信:究竟是怎樣保障信息安全的?
日前,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家實(shí)驗(yàn)室潘建偉院士、陸朝陽教授等完成的“多自由度量子隱形傳態(tài)”名列2015年度國際物理學(xué)領(lǐng)域的十項(xiàng)重大 突破榜首。而北京到上海的2000公里量子通信干線也在緊鑼密鼓的建設(shè)中。其實(shí),潘建偉院士、陸朝陽教授完成的“多自由度量子隱形傳態(tài)”和北京到上海的 2000公里量子通信干線都被歸入量子通信范疇,但其實(shí)是兩種不同的技術(shù)。 ![]() 量子密鑰分配和量子隱形傳態(tài) 量子通信在定義上存在爭議,目前,量子密鑰分配和量子隱形傳態(tài)都被稱為量子通信。 量子密鑰分配可以建立安全的通信密碼,通過一次一密的加密方式可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)方式的安全經(jīng)典通信。
本質(zhì)上說,量子密鑰分配其實(shí)依舊依托于光纖通信,而單光子具有不可分割性是量子密碼安全性的物理基礎(chǔ)。因而量子密鑰分配并非顛覆經(jīng)典通信,更像是給經(jīng)典通信增加了一把量子密碼鎖。 現(xiàn)有的量子密鑰分發(fā)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室狀態(tài)下200公里以上的量子通信,再輔以光開關(guān)等技術(shù),還可以實(shí)現(xiàn)量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。目前,開始產(chǎn)業(yè)化的就是量子密鑰分配,而不是量子隱形傳態(tài),比如之前提到的北京到上海的2000公里量子通信干線,以及滬杭量子通信干線,陸家嘴量子通信金融網(wǎng)等。 量子態(tài)隱形傳輸是基于量子糾纏態(tài)的分發(fā)與量子聯(lián)合測量(量子糾纏是指兩個量子態(tài)具有相干性或處于關(guān)聯(lián)狀態(tài),量子糾纏態(tài)分發(fā)是指制備糾纏粒子對,將不同的粒子對發(fā)往不同的地方),在經(jīng)典通信的輔助下實(shí)現(xiàn)量子態(tài)的空間轉(zhuǎn)移而又不移動量子態(tài)的物理載體。 今年2月,潘建偉院士、陸朝陽教授搭建了6光子的自旋-軌道角動量糾纏實(shí)驗(yàn)平臺,實(shí)現(xiàn)了自旋和軌道角動量的同時傳輸,在量子隱形傳態(tài)方面取得重大突破。雖然在量子隱形傳態(tài)技術(shù)上中國走在美國的前列,但現(xiàn)在僅僅是技術(shù)突破,離產(chǎn)業(yè)化還非常遙遠(yuǎn)。 |





