浅谈量子保密通信
前言
量子密钥分发(QKD)
图1 量子的基本特性
图2量子密钥分发
应用及案例
量子科学实验卫星“墨子号”于2016年8月16日发射成功,率先在国际上实现高速星地量子通信[8]。“墨子号”是中科院空间科学战略性先导科技专项中首批确定的5颗科学实验卫星之一,该项目目标为建立卫星与地面远距离量子科学实验平台,并在此平台上完成空间大尺度量子科学实验。如图3所示,即在高精度捕获、跟踪、瞄准系统的辅助下,建立地面与卫星之间超远距离的量子信道,实现卫星与地面之间的量子密钥分发,量子密钥初始码产生率约为10kbps,为建立全球范围的量子通信网络打下技术基础。
“墨子号”还将首次在空间尺度上实现对量子力学非定域性的实验检验,加深人类对量子力学基本原理的理解,并为量子力学非定域性的终极检验奠定基础。空间量子科学实验平台的建立,还将为探索和检验广义相对论、量子引力等物理学基本原理提供全新的手段。
目前国内设有5个地面站用于接收量子密钥。并已在欧洲设立地面站,验证洲际远距离星地量子通信。2019年底将发射第一颗商用量子卫星,预计2021年第二季度之前,共发射3颗商用量子卫星,形成对全球初步覆盖。
图3 “墨子号”星地量子密钥分发示意图
图4 “京沪干线”广域量子通信网络工程
结束语
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