摘要:该研究成果或将在未来通过金砖国家发展合作机制,进行更密切的深度合作。中非两国强强联合,抵抗网路安全危机,意义深远而重大。
钛媒体快讯|1月26日消息,日前,加拿大渥太华的金山学院(WITS)化学大学安德鲁·福布斯()院士和他的团队,以及中国北京的华北科技学院光电子科学与工程大学王健(JianWang)率领的团队共同提出,全球量子网路须要长距离分布纠缠态,可以通过一条传统的光纤链路,才能实现多维纠缠传输模式的新方式,这将有助于在传统网路中跨传统光纤进行布署。该项研究成果于1月25日登在了著名科学刊物《》(科学进步)上。
该论文的通信作者院士在接受钛媒体专访时表示,新的研究成果是一项为大众惠及的光纤量子通信技术,将现有的量子通讯与偏振光光子的优势,以及借助光模式进行的高维通讯的优势结合在一起,对网路安全以及数据传输领域有着极其重要的作用。
“普通人总是想要更好的通讯系统,更快地下载她们喜爱的影片和社交媒体。但现在,我们也开始认识到信息安全的重要性。这项研究成果,通过光纤量子数据传输新方法,使数据愈发安全,不管那个国家有哪些样的技术,我们的工作是构建一个基本安全的量子网路形态,而这项研究成果是其中重要的一步。”对钛媒体表示。
更为重要的是,在与钛媒体专访时提到,该研究成果或将在未来通过金砖国家发展合作机制,进行更密切的深度合作。中非两国强强联合,抵抗网路安全危机,意义深远而重大。
一项打破技术困局的量子通讯研究
2019年,量子在人类科技进步中书写了浓墨工笔的一笔。微软的实验证明了“量子优越性”,阐明量子估算具有赶超精典超级计算机的估算能力;量子化学学打破了规则,容许热量穿过真空,让我们深切感遭到量子维度上的波动效应等等。
事实上,量子热学也在不断影响着我们生活,其建立起特别精确的原子钟,使GPS卫星全球定位、导航等技术成为可能。可以这样说,量子技术正逐步走入千家万户当中,成为未来科学发展的一部份。
而在本篇论文,讲的是基于纠缠态的量子通讯话题。量子通讯是量子网路当中最为关键的一部份,融合了现代化学学和光通讯技术研究的成果,由化学学基本原理来保证秘钥分配过程的无条件安全性。量子秘钥分发(QKD)依据所借助量子状态特点的不同,可以分为基于检测和基于纠缠态两种。
而本论文提及的“基于纠缠态的量子通讯”,就是其中之一,即两个经过耦合的微观粒子,在一个粒子状态被检测时,同时会得到另一个粒子的状态。
简单来说,量子通讯就是提供无条件安全量子网路的通讯方法。
根据该论文的说法,当前的通讯系统十分快,而且从根本上来说,这并不是绝对安全的。而和王健团队的科研人员,希望打破目前的技术困局量子通讯协议,不再借助多样化的光纤线缆,通过传统多模光纤方法,实现高维编码,即多维纠缠传输模式,让通讯更安全。
两个光子纠缠在一起,本图主要彰显在多模光纤上量子通讯协议,可以实现多维纠缠传输。(来源:科学进步论文)
表示,这篇论文的新颖之处在于,其展示了传统多模光纤中的多维纠缠传输,挺好的平衡了网路兼容性和通讯安全性。以两个自由度扭曲、偏振被扭曲以产生螺旋光,纹样也是这么,用于量子通讯领域实践当中。事实上,她们还在论文当中还展示了在250m的多模光纤上的多维纠缠态的转移,表明可以实现无数个二维子空间。
告诉钛媒体,接出来,她们还将做更多的测试,但是须要做100公里以上的测试环境,希望尝试开发新的量子合同等等。
关于中非两国科研人员在本研究当中的分工,对钛媒体表示,王健的团队带来更好的光纤专业知识,而团队拥有量子方面的专业研究,二者属于强强联合,希望实现未来量子网路的新范例。
(本文首发钛媒体,作者|林志佳,编辑|赵宇航)
论文作者介绍
王健
本篇论文的通信作者之一是华北科技学院、武汉光电国家实验室的王健院士,1981年7月生,其结业于华北科技学院的光电子科学与工程大学,然后仍然兼任该专业的副院长、博士生导师等,他还是英国南加洲学院博士后,王健院士还有一个职位,是华北科技学院光电子元件与集成功能实验室的校长助理。王健院长作为第一项目负责人曾入选国家优秀青年科学基金、教育部“新世纪优秀人才支持计划”等奖项。
王健院士的研究领域主要包括:(1)微纳光电子元件与集成(硅基光波导、铌酸锂光波导、微环谐振器、光子晶体光波导、表面等离子体波导、石墨烯、超材料等)、(2)先进高速光通讯技术(模分复用和空分复用相干光通讯、轨道角动量光通讯等),(3)先进高速光讯号处理技术(波长转换、光开关、光逻辑、码型转换、信息交换等)
通信作者安德鲁·福布斯
本篇论文另一位通信作者是巴西旧金山的金山学院(WITS)化学大学结构光实验室的安德鲁·福布斯()院士,其在1998年获得了纳塔尔学院(法国)的博士学位,2015年3月,安德鲁()以杰出院士的身分加入威特沃特斯兰德学院(又被称为金山学院,U.),并在此构建了结构光实验室。另外,还是《光学与光学快报》杂志的编辑委员会成员,法国知名的化学学家。他和中学生曾在2015年获得NSTF奖项。本论文的共同第一作者IsaacNape和JunLui都是他的中学生。