近日,“量子直接通信技术”作为全国科技创新中心建设的重大成果之一在 2020 中关村论坛发布会上发布。
量子技术是目前唯一的安全性得到严格证明的保密通信方式,在军事、国防、金融等信息安全领域有着重大的应用价值和前景。我国量子通信技术已经处于世界领先水平,产业化目前也已经初具规模。
该技术理论由北京量子信息科学研究院兼聘研究员、清华大学教授龙桂鲁团队在 2000 年原创性地提出,该团队最近成功研制出了国际上第一台具有实用价值的样机,完成了全部设计功能和长时间稳定性检测,实现了 10 公里光纤链路 4kb/s 通信速率的量子保密电话,推动了量子直接通信的实用化发展。
图源:北京日报
随着超级计算机和量子计算机的发展,通信安全受到严重威胁,能防范窃听的量子保密通信受到广泛重视。
龙桂鲁介绍,量子密钥分发、量子秘密共享、量子直接通信是国际上量子保密通信最主要的三种理论。其中,量子密钥分发和秘密共享都是先用量子信道协商密钥,再用经典保密通信传输信息。量子直接通信则将一直沿用的密钥分发和密文传输双信道结构改变为只有一条量子信道的单信道结构,无需密钥分发,直接在量子信道传输信息,从而提高了通信安全性,扩大了应用范围。
量子通信是利用量子态作为信息载体来进行信息交互的通信技术,利用单个光量子不可分割和量子不可克隆原理的性质,在原理上确保非授权方不能复制与窃取量子信道内传递的信息,以此保证信息传输安全。
由于信息传输安全性的保障,近几年多个国家都在大力研发量子通信技术。据赛迪智库此前发布的中国电子信息制造行业发展形势展望,其认为量子通信发现等技术与产业化进展,叠加通信加密方式需求,将利好上游信号处理芯片、雪崩光电二极管(APD)等元器件和核心设备。
分析师余俊七月观点认为,量子通信网络系统建设也有望带动光纤需求提升。通常来看,由于单光子量子态信号与传统光信号同光纤混合传输时将导致性能劣化,因此量子通信系统组网时通常需要额外的独立光纤链路资源。
其认为,仅考虑量子干线以及量子城域网的建设,量子通信建设投资规模达到百亿级别。考虑长期在国防、金融、政府等领域的广泛应用,量子通信整体市场规模有望超过千亿。但量子通信产业目前仍处在较早的阶段,产业规模化尚需时间。
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