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上海量子信息科学研究院日前宣布,我国设计和实现一种相位量子态与时间戳量子态混和编码的量子直接通讯新系统,通讯距离达百公里,是当前世界最长的量子直接通讯距离。
量子通讯技术获突破
该研究成果由上海量子信息科学研究院、清华学院龙桂鲁院士团队和陆建华院士团队共同攻关,发表在最新一期的《光:科学与应用》光学学术刊物在线版上。
据介绍,在原先的系统中,抽样检查和信息传输全部采用相位量子态。新系统采用相位量子态和时间戳量子态的混和编码,时间戳量子态用于抽样检查,大大减少噪音影响。而通讯仍然采用具有自补偿性能的相位量子态,因此新系统具有高度的稳定性和极低的本征误分辨率(没有监听时的误分辨率),结合具有更强纠错能力的极低分辨率LDBCH编码,有效提升安全通讯容量、距离和速度。
龙桂鲁表示,新系统在50MHz激光脉冲频度下将最大可容忍耗损从5.1dB提高到18.4dB,在商用低耗损多模光纤中的最远通讯距离达100公里,突破之前18公里的最长距离。
新系统的通讯速度也得到提升,在30公里的光纤距离,通讯速度达22.4kbps。新系统在激光脉冲频度上还有很大的提高空间,相应的通讯距离、速率有望进一步提高,满足部份场景的应用需求。
城际量子示范网路目标将实现
关于这一技术突破的意义,专家觉得,新突破将进一步打开量子通讯的市场空间,为实现《北京市“十四五”时期国际科技创新中心建设规划》中,建设基于安全中继的城际量子示范网路的目标打下坚实基础。
广州民航航天学院客座院士陈根介绍说,“早在20世纪上半叶,量子通讯就成为科技界和产业界期盼的一种新的通讯方法——量子通讯既不通过载体,也不受通讯双方空间距离的限制,不存在任何传输延时。”
量子通讯之所以还没有被广泛使用,究其缘由,在于量子通讯目前还未能实现远距离传输。
2016年,复旦学院和四川学院联合团队曾把纠缠态的高能光子对穿过10英里(约16.1公里)长的自由空间通道,量子保密通讯技术的化学原理保证了其绝对安全性。
“而如今,复旦学院团队再度获得成功,研究人员首次实现通讯距离达到100公里的量子直接通讯新系统,这是目前世界上最长的量子直接通讯距离,有助于实现无中继条件下城际量子直接通讯。”陈根说。
多家上市公司已布局量子通讯产业
随着技术的突飞猛进,量子通讯产业化进程早已启动,该产业的市场空间目前还无法估量。
2021年年初,包括张平教授、科大学外籍教授VHPoor、工程院外籍教授沈学民等在内的50名国外外知名通讯专家在6G蓝皮书中提及:假若量子通讯能全面发展上去,它将在下一代安全通讯方面发挥出巨大的潜力。
摩根士丹利在《全球量子通讯行业剖析报告》中预测:全球量子安全市场在2020-30年的复合年下降率为45%。考虑到中国对信息安全的需求和对量子技术的高度注重,中国的市场突破会更快。
目前,多家上市公司早已布局量子通讯产业。
国盾量子董秘此前表示新易盛量子通讯,“国家广域量子保密通讯骨干网路建设一期工程”项目正在建设中。量子保密通讯“齐鲁干线”、合肥量子通讯城域网、南京市城域量子保密通讯网等多地的城际网、城域网也在规划和建设过程中。
神州信息日前表示,公司与国盾量子紧密合作,持续推进面向工业互联网等新兴ICT领域的量子保密通讯融合创新应用平台项目、量子网路平台网管软件等十余个项目,共同推动量子通讯技术的产业化落地。公司会持续关注“东数西算”工程的发展,并探求与量子通讯的结合。
蓝盾股份表示新易盛量子通讯,公司在量子通讯领域处于产品市场化阶段,公司将结合现有的销售网路和渠道体系,以行业化营销的方法进行市场拓展。
普卡智能表示,公司注资了国科量子通讯网路有限公司,国科的量子加密产品目前主要应用于金融、政务等场景的大数据网路安全管理。
国融期货觉得,随着量子保密通讯标准体系建成,有安全需求的行业用户认知的进一步改善,量子通讯技术的市场空间有望进一步打开。关注个股神州信息、飞利信等。