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量子通信創(chuàng)出世界先進(jìn)軍事保密武器

來源:國防參考作者:李大光責(zé)任編輯:姚遠(yuǎn)
2016-03-24 11:22

量子領(lǐng)域的量子計(jì)算、量子通信、量子探測等技術(shù)持續(xù)突破,成為各國競逐的前沿領(lǐng)域。特別是作為新一代通信技術(shù),量子通信基于量子信息傳輸?shù)母咝Ш徒^對安全性,成為近年來國際科研競爭中的焦點(diǎn)領(lǐng)域之一。

1、量子通信:劃時(shí)代的嶄新信息安全技術(shù)

進(jìn)入21世紀(jì),隨著世界電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)的信息技術(shù)即將達(dá)到物理極限,以量子效應(yīng)為基礎(chǔ)的量子通信,將成為引領(lǐng)未來科技發(fā)展的重要領(lǐng)域。

量子通信是指利用量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的一種新型通訊方式。量子通信是近20年內(nèi)發(fā)展起來的新型交叉學(xué)科,是量子論和信息論相結(jié)合的新的研究領(lǐng)域。量子通信主要涉及量子密碼通信、量子遠(yuǎn)程傳態(tài)和量子密集編碼等。

基于量子力學(xué)的基本原理,量子通信具有高效率和絕對安全等特點(diǎn),因此成為國際上量子物理和信息科學(xué)的研究熱點(diǎn)。量子通信按其所傳輸?shù)男畔⑹墙?jīng)典還是量子而分為兩類,前者主要用于量子密鑰的傳輸,后者則可用于量子隱形傳送和量子糾纏的分發(fā)。

量子世界中存在一種類似“心電感應(yīng)”的現(xiàn)象,即通常所說的“量子糾纏”。所謂量子糾纏,是指微觀世界里,有共同來源的兩個(gè)微觀粒子之間存在著糾纏關(guān)系,不管它們相距多遠(yuǎn),只要一個(gè)粒子狀態(tài)發(fā)生變化,另一個(gè)粒子狀態(tài)也會發(fā)生相應(yīng)變化。量子態(tài)隱形傳輸就是指利用量子糾纏技術(shù),借助衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)、光纖網(wǎng)絡(luò)等經(jīng)典信道,傳輸量子態(tài)攜帶的量子信息。

2015年10月14日,阿里云與中科院旗下國盾量子聯(lián)合發(fā)布了一款量子加密通信產(chǎn)品,可實(shí)現(xiàn)到達(dá)、保密、組網(wǎng)、密鑰分發(fā)等功能。圖為阿里巴巴 CTO 王堅(jiān)(左)和中科院院士潘建偉共同發(fā)布這款量子加密產(chǎn)品。

一般意義上講,量子通信是利用量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的一種新型通信方式;從物理學(xué)上講,量子通信是在物理極限下,利用量子效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的高性能通信方式;從信息學(xué)上理解,量子通信是利用量子力學(xué)的基本原理或者量子態(tài)隱形傳輸?shù)攘孔酉到y(tǒng)特有屬性以及量子測量方法,完成兩地之間的信息傳遞。

為了讓量子通信從理論走到現(xiàn)實(shí),從20世紀(jì)90年代開始,國內(nèi)外科學(xué)家做了大量的研究工作。

1993年,在美國科學(xué)家貝內(nèi)特提出量子通信概念后不久,6位來自不同國家的科學(xué)家,基于量子糾纏理論,提出了利用經(jīng)典理論與量子理論相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)量子隱形傳送的方案,量子隱形傳送不僅在物理學(xué)領(lǐng)域?qū)θ藗冋J(rèn)識與揭示自然界的神秘規(guī)律具有重要意義,而且可以用量子態(tài)作為信息載體,通過量子態(tài)的傳送完成大容量信息的傳輸,實(shí)現(xiàn)原則上不可破譯的量子保密通信。

1997年,在奧地利留學(xué)的中國青年學(xué)者潘建偉與荷蘭學(xué)者波密斯特等人合作,首次實(shí)現(xiàn)了未知量子態(tài)的遠(yuǎn)程傳輸。這是國際上首次在實(shí)驗(yàn)室成功將一個(gè)量子態(tài)從甲地的光子傳送到乙地的光子上。

歐盟從20世紀(jì)90年代末便開始集中國際力量,致力于量子通信的研究,相關(guān)項(xiàng)目多達(dá)12個(gè);日本郵政省更把量子通信作為21世紀(jì)的戰(zhàn)略項(xiàng)目。經(jīng)過多年的發(fā)展,量子通信這門學(xué)科已逐步從理論走向?qū)嶒?yàn),并向?qū)嵱没l(fā)展。

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