中科大成功验证天地一体化量子通信网络可行性

天地一体化量子通信网络可行性示意图。(受访者提供)

 

记者今日(7日)从中国科学技术大学获悉,北京时间1月7日凌晨,中国科学技术大学潘建伟及其同事陈宇翱、彭承志等与中国科学院上海技术物理研究所王建宇研究组、济南量子技术研究院及中国有线电视网络有限公司合作,在国际学术期刊《Nature》杂志上发表了题为“跨越4600公里的天地一体化量子通信网络”的论文。

该论文是基于实践成果的系统性总结。研究团队在量子保密通信京沪干线与“墨子号”量子卫星成功对接的基础上,构建了世界上首个集成700多条地面光纤量子密钥分发(QKD)链路和两个卫星对地自由空间高速QKD链路的广域量子通信网络,实现了地面跨度4600公里的星地一体的大范围、多用户量子密钥分发,并进行了长达两年多的稳定性和安全性测试、标准化研究以及政务金融电力等不同领域的应用示范。我国科研人员通过构建天地一体化广域量子保密通信网络的雏形,为未来实现覆蓋全球的量子保密通信网络奠定了科学与技术基础。量子保密通信京沪干线总长超过2000公里,覆蓋四省三市共32个节点,是目前世界上最远距离的基于可信中继方案的量子安全密钥分发干线,于2017年9月底正式开通。

2019年初,国家电网有限公司基于该网络,建立了跨越2600公里、从北京总公司至国网新疆电力有限公司的量子密钥分发信道,实现了电力通信数据加密传输,首次从工程上检验了星地量子通信开展实际业务的可行性。目前该天地一体化量子通信网络已经接入包括金融、电力、政务等150多家行业用户。

该工作发展的相关技术也为量子通信系统小型化、低成本、国产化奠定了基础。目前,广域量子通信网络的雏形已基本形成,未来在此基础上,可进一步推动量子通信在金融、政务、国防、电子信息等领域的广泛应用。在我国“墨子号”和“京沪干线”等一系列量子通信重要成果的引领下,欧美等国也陆续加快推进量子通信基础设施建设。