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中國量子通訊領跑世界

發表時間:2019-12-03    查看次數:484

       在量子通信這個高科技領域,中國領跑了世界,聽起來像個童話,但這已經是現實。一位多年研究量子通信的專家如是評價。


你確實沒有聽錯,量子通信首席科學家潘建偉就曾公開表示:“目前中國量子通信技術領先國際相關技術水平5年,并將在未來持續保持領先世界1015年。”而對于這個事實,連美國《周刊》都不得不承認:中國科學家在量子通信研究上創造了世界記錄!

一、量子通訊技術到底是什么呢?

       專業地說,量子通信是目前為止被驗證過的唯一可提供“信息理論安全”級別的保密通信手段。簡單地做一個比喻。首先,你要明白,量子是不可分的最小能量單位。比如,“光量子”就是光的最小單位。而在量子世界里存在一個奇特現象,那就是量子之間總是處于“糾纏”的運動狀態,更厲害的是,一對糾纏在一起的量子會有“心靈感應”。比如,有甲乙一對糾纏粒子,它們相隔千里,手中都有一個骰子。當甲隨意擲一下骰子是5點,與此同時,乙手中的骰子會自動翻轉到5點。也就是說,乙根本不需要知道也不能查看自己手中究竟握著幾點,這一切都是自動對應變化。


       因此,采用量子通信技術將會是非常安全的,它可以在用戶之間的通訊過程中每秒鐘產生4千多個密碼,破解幾乎是不可能的。當把這項技術運用到計算機上,那將會把如今最快的超級計算機虐成渣。比如,對一個500位的阿拉伯數字進行因子分解,目前最快的超級計算機將耗時上百億年,而量子計算機卻只需大約幾分鐘。可以毫不夸張地說,如果一個人發明出了量子計算機,那么他就可以攻破所有的密碼。因為現在通用的加密方式,并不是想象得那樣毫無破綻,它們都有破譯方法,只不過礙于當今計算機有限的遠算能力,使得破譯過程將會耗費上萬年,或者上百萬年之久。



      不僅如此,中國還把量子技術運用到雷達上,美軍最先進的戰斗機F-22F-35在這種雷達面前就無從遁形。除此之外,中國將量子科技應用到海洋領域,近來中國研制的新型磁力儀可以探測海洋中有的水下潛艇, 就算潛艇停止所有設備進行潛伏,也會被準確探測到位置。而這種先進探測方式的磁力儀的基礎就是超導量子干涉儀。美國《時代》周刊都不得不承認:通過這項保密力度極強的科技應用,能大幅度提高解放軍的指揮和控制能力,使得中國在信息戰方面的能力超越美軍可以說,中國通訊技術能有如此成就,跟當時中科院與時俱進的敏銳眼光是分不開的。比如,2001年中國量子通訊實驗室成立之初,科研人員向中科院申請了200 萬經費,而當時的中科院基礎局卻撥了 400 萬。在這樣的重視和支持下,實驗室的發展速度非常快,很快就有了一批由中國人完成的量子信息領域的重要成果。

二、量子通信的應用

量子保密通信運用較為成熟領域為政務、金融、國防。

A.量子通信在政務行業的應用

        2009518日,中國科技大中科院量子信息重點試驗室郭光站龍士和路工前教授帶領團隊,與安徽省蕪湖市政府協作,在蕪溝建成了世界上第一人星子政務網,于當天試運行成功。2012330日,合肥城域量子通信試驗示范網開通,是世界首個規模化城域量子通信網。2014326日,經過兩年多的努力,由山東量子科學技術研究院承建的濟南量子通信試驗網正式投入使用。

7:量子通信的應用領域


資料來源:iFinD數據終端

B.量子通信在金融行業的應用

        由于量子保密通信在信息安全領域的先天優勢,金融行業持續對該技術保持著高度的關注,包括中國人民銀行、銀監會在內的部分政府金融監管部門和以工農中建等為首的多家商業銀行、證券等金融機構都積極推進和參與到量子保密通信在國內金融行業內的應用和實用化發展之中。具體包括:以中國人民銀行為中心,工、農、中、建、光大的商業銀行參與建設的人民幣跨境收付信息管理系統(RCPMIS)報送;以銀監會為中心的銀行和監管機構之間的信息采集報送;和以工商銀行、中國銀行、交通銀行為代表的多家金融機構內部在京滬的同城以及異地之間的業務傳輸。

8:工商銀行異地數據千公里級量子加密傳輸應用

資料來源:國盾量子官網

C.量子通信在國防行業的應用

在軍事領域的應用主要在四個方面:

        一是能夠應用于通信密鑰生成與分發系統。這種密鑰生成與分發系統具有向未來戰場覆蓋區域內任意兩個用戶分發量子密鑰的能力,由此可以構成作戰區域內機動的安全軍事通信網絡。

        二是能夠應用于軍事中的信息對抗。量子通信能用于信息對抗的原因是由于光量子密碼的不可破竊聽可知性性,以及光量子加密設備可與現在的光纖通信設備融合的能力。

        三是能夠應用于深海安全通信。量子通信的優點在于量子通信光量子隱形傳態與傳播媒質無關,因此量子通信能克服現在在海洋軍事中長波通信系統,系統龐大、抗毀性差等問題,可成為深海安全通信的有效手段,為遠洋深海安全通信提供了新的一種可靠選擇。

       四是在構建超光速信息網絡的作用。可以利用量子隱形傳態以及超大信道容量、超高通信速率和信息高效率等特點,滿足軍事信息網絡對大容量、高速率傳輸處理及按需共享能力的需要,從而建立滿足軍事特殊需求的超光速軍事信息網絡。

      

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