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中国量子通讯领跑世界

发表时间:2019-12-03    查看次数:494

       在量子通信这个高科技领域,中国领跑了世界,听起来像个童话,但这已经是现实。一位多年研究量子通信的专家如是评价。


你确实没有听错,量子通信首席科学家潘建伟就曾公开表示:“目前中国量子通信技术领先国际相关技术水平5年,并将在未来持续保持领先世界1015年。”而对于这个事实,连美国《周刊》都不得不承认:中国科学家在量子通信研究上创造了世界记录!

一、量子通讯技术到底是什么呢?

       专业地说,量子通信是目前为止被验证过的唯一可提供“信息理论安全”级别的保密通信手段。简单地做一个比喻。首先,你要明白,量子是不可分的最小能量单位。比如,“光量子”就是光的最小单位。而在量子世界里存在一个奇特现象,那就是量子之间总是处于“纠缠”的运动状态,更厉害的是,一对纠缠在一起的量子会有“心灵感应”。比如,有甲乙一对纠缠粒子,它们相隔千里,手中都有一个骰子。当甲随意掷一下骰子是5点,与此同时,乙手中的骰子会自动翻转到5点。也就是说,乙根本不需要知道也不能查看自己手中究竟握着几点,这一切都是自动对应变化。


       因此,采用量子通信技术将会是非常安全的,它可以在用户之间的通讯过程中每秒钟产生4千多个密码,破解几乎是不可能的。当把这项技术运用到计算机上,那将会把如今最快的超级计算机虐成渣。比如,对一个500位的阿拉伯数字进行因子分解,目前最快的超级计算机将耗时上百亿年,而量子计算机却只需大约几分钟。可以毫不夸张地说,如果一个人发明出了量子计算机,那么他就可以攻破所有的密码。因为现在通用的加密方式,并不是想象得那样毫无破绽,它们都有破译方法,只不过碍于当今计算机有限的远算能力,使得破译过程将会耗费上万年,或者上百万年之久。



      不仅如此,中国还把量子技术运用到雷达上,美军最先进的战斗机F-22F-35在这种雷达面前就无从遁形。除此之外,中国将量子科技应用到海洋领域,近来中国研制的新型磁力仪可以探测海洋中有的水下潜艇, 就算潜艇停止所有设备进行潜伏,也会被准确探测到位置。而这种先进探测方式的磁力仪的基础就是超导量子干涉仪。美国《时代》周刊都不得不承认:通过这项保密力度极强的科技应用,能大幅度提高解放军的指挥和控制能力,使得中国在信息战方面的能力超越美军可以说,中国通讯技术能有如此成就,跟当时中科院与时俱进的敏锐眼光是分不开的。比如,2001年中国量子通讯实验室成立之初,科研人员向中科院申请了200 万经费,而当时的中科院基础局却拨了 400 万。在这样的重视和支持下,实验室的发展速度非常快,很快就有了一批由中国人完成的量子信息领域的重要成果。

二、量子通信的应用

量子保密通信运用较为成熟领域为政务、金融、国防。

A.量子通信在政务行业的应用

        2009518日,中国科技大中科院量子信息重点试验室郭光站龙士和路工前教授带领团队,与安徽省芜湖市政府协作,在芜沟建成了世界上第一人星子政务网,于当天试运行成功。2012330日,合肥城域量子通信试验示范网开通,是世界首个规模化城域量子通信网。2014326日,经过两年多的努力,由山东量子科学技术研究院承建的济南量子通信试验网正式投入使用。

7:量子通信的应用领域


资料来源:iFinD数据终端

B.量子通信在金融行业的应用

        由于量子保密通信在信息安全领域的先天优势,金融行业持续对该技术保持着高度的关注,包括中国人民银行、银监会在内的部分政府金融监管部门和以工农中建等为首的多家商业银行、证券等金融机构都积极推进和参与到量子保密通信在国内金融行业内的应用和实用化发展之中。具体包括:以中国人民银行为中心,工、农、中、建、光大的商业银行参与建设的人民币跨境收付信息管理系统(RCPMIS)报送;以银监会为中心的银行和监管机构之间的信息采集报送;和以工商银行、中国银行、交通银行为代表的多家金融机构内部在京沪的同城以及异地之间的业务传输。

8:工商银行异地数据千公里级量子加密传输应用

资料来源:国盾量子官网

C.量子通信在国防行业的应用

在军事领域的应用主要在四个方面:

        一是能够应用于通信密钥生成与分发系统。这种密钥生成与分发系统具有向未来战场覆盖区域内任意两个用户分发量子密钥的能力,由此可以构成作战区域内机动的安全军事通信网络。

        二是能够应用于军事中的信息对抗。量子通信能用于信息对抗的原因是由于光量子密码的不可破窃听可知性性,以及光量子加密设备可与现在的光纤通信设备融合的能力。

        三是能够应用于深海安全通信。量子通信的优点在于量子通信光量子隐形传态与传播媒质无关,因此量子通信能克服现在在海洋军事中长波通信系统,系统庞大、抗毁性差等问题,可成为深海安全通信的有效手段,为远洋深海安全通信提供了新的一种可靠选择。

       四是在构建超光速信息网络的作用。可以利用量子隐形传态以及超大信道容量、超高通信速率和信息高效率等特点,满足军事信息网络对大容量、高速率传输处理及按需共享能力的需要,从而建立满足军事特殊需求的超光速军事信息网络。

      

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