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中国量子通信技术国际领先 业内预计普及性应用还需5年

2017-10-17  来源:互联网      量子通信技术  普及型应用  领跑   
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2017年9月29日,北京2017年中国国际信息通信展览会上,量子通信展台

量子通信专家彭承志称遭九州量子董事长恐吓一事,让尖端科学量子通信一时成为大众关注的焦点。随后,中科院院士、“京沪干线”项目首席科学家潘建伟对外回应称彭承志被九州量子威胁一事是真实的。

记者注意到,量子信息被业界公认是对未来世界科学产生重大影响的革命性技术,中美等大国均投入资源参与竞争。今年6月,科技部等四部门联合印发《“十三五”国家基础研究专项规划》,其中就包括量子通信与量子计算机。

在国内量子通信领域的发展方面,潘建伟、彭承志等一大批中国科学技术大学科学家团队可谓成绩斐然。

“中科大系”领跑量子通信

记者注意到,彭承志的职位为中国科学技术大学教授、国家自然科学一等奖获得者、国家杰出青年基金获得者、量子科学实验卫星科学应用系统总师等,同时他还有另外一个身份——科大国盾量子技术股份有限公司(以下简称科大国盾)董事长。

据悉,科大国盾发源于中国科学技术大学,前身为创办于2009年5月的安徽量子通信技术有限公司,2015年9月完成整体改制。工商资料显示,科大国盾背后是中科大资产经营有限公司(出资比例18%),其次是潘建伟(出资比例13.68%)。此外,潘建伟还持有国科量子通信网络有限公司(以下简称国科量子)7.50%的股份,而国科量子同样隶属于中科大旗下。

国科量子副总裁邸允柱在接受记者采访时表示,国内从事量子通信业务的公司大致分为两类:一是主营业务为量子通信的公司,比如他们的兄弟公司——科大国盾量子公司,其从设立之初就是专注于量子通信设备的研发生产销售;二是向量子通信领域转型的公司,比如他们的合作伙伴之一——神州信息,其看好量子通信未来的广阔发展空间,正在加大这个方面的投入,但是至少现在来看,其主营业务还不是量子通信。目前国内量子通信产业刚刚起步,参与竞争的公司还不太多。从量子通信设备角度来看,国内国际大约有5家左右的公司在参与竞争;从量子通信组网运营的角度来看,目前国内只有国科量子一家在做这个事情。

邸允柱表示,从行业应用方面,他们的网络已经在金融、政务等方面开始了应用,普及性应用他个人判断应该还需要5年左右的时间。从消费者应用方面,目前还没开始,他们的判断可能需要10~15年。

作为量子通信领域内的知名专家,科大国盾总裁赵勇此前也指出,量子保密通信的技术与产业生态已显雏形,具备了初步规模化商用的条件。科大国盾作为量子通信领域内的产业化先行者和市场领导者,目前已经形成了较完整的技术与产品平台。
 
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中国技术领先世界

所谓量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式,是近二十年发展起来的新型交叉学科,是量子论和信息论相结合的新的研究领域。

量子通信主要涉及:量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等,近来这门学科已逐步从理论走向实验,并向实用化发展。高效安全的信息传输日益受到人们的关注。

据悉,光量子通信主要基于量子纠缠态的理论,使用量子隐形传态(传输)的方式实现信息传递。根据实验验证,具有纠缠态的两个粒子无论相距多远,只要一个发生变化,另外一个也会瞬间发生变化,利用这个特性实现光量子通信的过程如下:事先构建一对具有纠缠态的粒子,将两个粒子分别放在通信双方,将具有未知量子态的粒子与发送方的粒子进行联合测量(一种操作),则接收方的粒子瞬间发生坍塌(变化),坍塌(变化)为某种状态,这个状态与发送方的粒子坍塌(变化)后的状态是对称的,然后将联合测量的信息通过经典信道传送给接收方,接收放根据接收到的信息对坍塌的粒子进行幺正变换(相当于逆转变换),即可得到与发送方完全相同的未知量子态。

经典通信较光量子通信相比,其安全性和高效性都无法与之相提并论。量子通信绝不会“泄密”,其一体现在量子加密的密钥是随机的,即使被窃取者截获,也无法得到正确的密钥,因此无法破解信息;其二,分别在通信双方手中具有纠缠态的2个粒子,其中一个粒子的量子态发生变化,另外一方的量子态就会随之立刻变化,并且根据量子理论,宏观的任何观察和干扰,都会立刻改变量子态,引起其坍塌,因此窃取者由于干扰而得到的信息已经破坏,并非原有信息。

记者了解到,作为当前通信领域研究的尖端科技之一,在量子通信领域,我国已经实现了后发先至。

2016年8月16日,由潘建伟担任首席科学家的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”升空。潘建伟团队在国际上率先实现了千公里级星地双向量子纠缠分发,并在此基础上实现空间尺度下严格满足“爱因斯坦定域性条件”的量子力学非定域性检验;率先实现了千公里级星地高速量子密钥分发,并通过卫星中转实现广域量子保密通信;率先实现了千公里级地星量子隐形传态,演示在空间尺度进行量子信息处理的可行性。

2017年8月30日,国家量子保密通信“京沪干线”项目通过总技术验收,干线全长2000余公里,连接北京、济南、合肥、上海等城市的量子城域网,完成了金融、政务领域的远程或同城数据灾备系统、金融机构数据采集系统等应用示范。

日前,在量子保密通信“京沪干线”技术验证及应用示范活动现场,“京沪干线”项目首席科学家、中科院院士潘建伟也表示,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10到15年持续保持领先。

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