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1月7日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)宣布，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了跨越4600公里的星地量子密鑰分發(fā)，標(biāo)志著我國(guó)已構(gòu)建出天地一體化廣域量子通信網(wǎng)雛形，為未來實(shí)現(xiàn)覆蓋全球的量子保密通信網(wǎng)絡(luò)奠定了科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)。

圖為中國(guó)研究團(tuán)隊(duì)在《自然》雜志上發(fā)表的 “跨越4600公里的天地一體化量子通信網(wǎng)絡(luò)”論文截圖（圖片來源：《自然》雜志官網(wǎng)）

量子是質(zhì)量、能量等各種物理量的最小單元，它以某種粒子狀態(tài)存在。比如光其實(shí)是以光子為單位一份一份變化的，一個(gè)光子就是一個(gè)量子。量子不可分割、不可克隆?？茖W(xué)家利用這些特性，可以制做出最安全的保密鑰匙，從而讓信息傳輸變得更加安全。

量子密鑰分發(fā)，就是是利用量子通信的方式，讓通信雙方擁有共同的密鑰。由于密鑰利用量子態(tài)進(jìn)行加密，任何竊聽行為都會(huì)造成量子態(tài)改變，從而暴露。這也意味著量子密鑰分發(fā)具有“無條件的安全性”。

1989年，量子通信首次誕生，傳輸距離僅為32厘米。經(jīng)過20多年努力，中國(guó)在量子通信領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從跟跑到領(lǐng)跑的重大轉(zhuǎn)變。

2016年，中國(guó)成功發(fā)射全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”；2017年9月，世界首條量子保密通信干線——“京滬干線”正式開通。在“京滬干線”與“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星成功對(duì)接的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了世界上首個(gè)集成700多條地面光纖量子密鑰分發(fā)鏈路和兩個(gè)衛(wèi)星對(duì)地自由空間高速量子密鑰分發(fā)鏈路的廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了星地一體的大范圍、多用戶量子密鑰分發(fā)。

星地量子通信網(wǎng)（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

據(jù)介紹，“京滬干線”總長(zhǎng)超過2000公里，覆蓋四省三市共32個(gè)節(jié)點(diǎn)，包括北京、濟(jì)南、合肥和上海4個(gè)量子城域網(wǎng)，通過兩個(gè)衛(wèi)星地面站與“墨子號(hào)”相連，總距離4600公里。

目前，量子通信技術(shù)已經(jīng)在我國(guó)獲得應(yīng)用。其中，量子保密通信技術(shù)已經(jīng)為紀(jì)念抗戰(zhàn)勝利70周年閱兵、十九大等國(guó)家重要會(huì)議和活動(dòng)提供了信息安全保障。此外銀行業(yè)監(jiān)管信息報(bào)送、人民幣跨境收付信息管理系統(tǒng)、網(wǎng)上銀行數(shù)據(jù)異地災(zāi)備系統(tǒng)等都應(yīng)用了量子保密通信技術(shù)。未來，量子通信在金融、政務(wù)、國(guó)防、電子信息等領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步廣泛應(yīng)用。

出品：光明網(wǎng)科普事業(yè)部

監(jiān)制：戰(zhàn)　釗

制作：宋雅娟 肖春芳