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中国量子通讯领先世界,主要用途有什么?未来发展前景怎样?

更新时间:2023-10-21 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

图为墨子号通信实验卫星过境arM物理好资源网(原物理ok网)

我国在量子通信网路工程上又实现了一次突破,墨子号量子通信实验卫星早已和沪宁干线光架串连了上去,为150名用户提供4600公里跨径的量子保密通信网路服务。这也是全球首个集成的量子通讯网路。arM物理好资源网(原物理ok网)

从严格意义来说目前这个阶段并不能称其为量子通讯,而是一个量子加密的通讯服务,通过量子技术对通讯进行了加密,所以此次公布的量子通信网路,更准确的应当说是量子秘钥的分发网路,可以看作是未来量子通信加密这些一个加密部份。这些量子秘钥的分发是借助了量子通信的方法来完成的,保障通信双方才能共同拥有秘钥,使用光量子传输,可以防止被截取和破译,假如这个通信被窃听或则截取,可以即时破坏掉这些量子态,双方也能第一时间获知她们的通信受到了破坏,因而切换秘钥或则改变通信方法。目前来说,这些秘钥的分发在理论上是绝对安全的。arM物理好资源网(原物理ok网)

图为沪宁干线arM物理好资源网(原物理ok网)

量子通讯干线_量子通信干线_量子通讯干线怎么用arM物理好资源网(原物理ok网)

那现阶段量子加密通信网路的地面部份,依托四个光纤的城域网举办工作,在上海,北京,天津,济南早已铺装了光纤网路,其中沪宁线是它的骨干线络,墨子卫星则组成了星地链路的一个通信节点,地面上兴隆和南山两个地面站组成两个星地链路,地面光纤和星地链路最终组成了一个完整的星地通讯网路。这个网路的沪宁线早已开通了五年,全长2000多公里,兴隆和南山两个地面站之宽度离是2600公里,把光纤和新地链路相乘,总长最终达到了4600公里,在这个网路的用户那都可以实现量子加密通讯。arM物理好资源网(原物理ok网)

用户接入量子通讯网路之后,将信息通过计算机网路发到这个系统中,发送信息的秘钥恳求量子通讯干线,由量子通讯加密系统生成和分配秘钥到收发两端的硬件之上,之后将发送方的信息进行编码加密,通过光量子传输给接收方,再进行解码和破译,实现安全的通讯。目前这个通讯网路的每一个核心节点,都有着12个可信支路,骨干线则共有32个可信的中继节点,可以防止单节点的故障发生。星地链路中地面站拿来进行秘钥分发,墨子号量子卫星进行的是通讯服务。arM物理好资源网(原物理ok网)

图为量子通讯地面站arM物理好资源网(原物理ok网)

从目前的技术来看,想要实现真正的量子通讯,仍有好多的技术障碍没有突破。使用量子加密通讯网路,应当是会低于现今传统的通讯和加密方法,因而在现阶段日常通讯,商业活动中,它的取代和应用可能性依然很小,还须要继续去研究和实验。arM物理好资源网(原物理ok网)

量子卫星中的墨子号,于16年发射,在发射以后进行了千里级的地星单向量子纠缠分发,地星的量子秘钥分发和地星的量子隐型传态,又率先的举办了量子纠缠的退相干实验,被英国科学推动会授予了2018年的克利夫兰奖。今年墨子号首次实现了1120公里的长距离无中记的量子纠缠秘钥分发。未来墨子号就会继续地深入研究,而且继续突破量子纠缠,无中继长距离的长程秘钥分发试验。arM物理好资源网(原物理ok网)

图为克利夫兰奖arM物理好资源网(原物理ok网)

我国目前在地面上早已有了220万公里的该类型光纤,其中国家的干线共计4.2万公里,专门为量子通信所铺装的光纤网路早在2017年就早已开通,通过光量子实验的通讯。虽然在理论上都可以利用我国目前的光纤网路实现,未来可能就会继续的铺装专用光纤来提升通信的保障能力。此次地星一体量子加密通信网路实验的成功量子通讯干线,主要的意义在于我国是把量子秘钥分发技术从理论层面弄成了实用技术,这意味着一旦有需要,就随时可以通过光纤网路和墨子卫星实现全省主要区域的量子加密通讯。现阶段对安全性的要求比较高,对价钱诱因不太敏感的政府部门、军事部门以及金融部门等都可以通过量子加密进行通信,以量子加密的形式来保证它们的信息安全。arM物理好资源网(原物理ok网)

量子加密通信还有一个技术的核心指标,那就是秘钥分发效率。2017年时量子加密通讯的光纤秘钥分发效率为28.4kbps/s,最高才能达到235.4kbps/s,够1.2万个用户同时进行加密,如今这一速度早已提高了40倍。未来星地的量子加密通讯网路,都会随着技术的提高、基础设施的升级以及量子卫星的降低,不断地提升性能,当拥有了十几颗,或则甚至几十颗的量子通信卫星以后,量子加密通信将能实现全球覆盖,再结合地面站和地面接收与发射设备的大型化以及便携化,届时增加了成本的量子加密通信,将会弄成一种经济高效的安全通讯网路。arM物理好资源网(原物理ok网)

图为量子加密通信网arM物理好资源网(原物理ok网)

量子加密通信网路在目前看来还很难取代现代通信网路,并且作为一种通信的补充和加密升级,在服务安全性需求高的行业领域,它依然有着挺好的应用前景,其实在不久的将来,我国的量子加密通信网路就可以实现全球电信,起码与日本、欧洲之间,可以开行万里级别的量子卫星无中继通讯服务。arM物理好资源网(原物理ok网)

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