作者:王心馨 来源:澎湃新闻 发布时间:2016/7/14 14:31:01
选择字号:
全球首颗量子通信卫星即将升空

 

中国制造的首颗“量子实验通信卫星”有望7月底发射。如果成功发射,中国将成为全球第一个实现卫星和地面之间量子通信的国家,加上今年下半年建成的地面光纤量子通信网络,国内将初步建成广域量子通信体系。
 
量子通信是根据量子力学原理,提供一种全新方式对信息进行编码、存储、传输和逻辑操作,并对光子、原子等微观粒子进行精确操纵,以确保通信安全和提升计算速度等。而量子力学理论被认为是继牛顿经典力学和爱因斯坦相对论后,人类科学的颠覆性发现。
 
 
量子通信概念图。 
 
量子力学的主要应用有两方面,一是量子通信,二是量子计算。目前谷歌、IBM已经在量子计算机领域展开研究。而在量子通信领域,与其他许多先进的前沿科技领域相比,中国已经处在全球领先地位。
 
受益于中国量子通信的发展,A股市场中多个概念股可以关注:凯乐科技(600260.SH)、三力士(002224.SZ)、 科华恒盛(002335.SZ)、光迅科技(002281.SZ)、 浙江东方(600120.SH)、神州信息(000555.SZ)、宁波建工(601789.SH)。
 
量子通信能更安全、更快传递信息
 
目前国内即将实用化的“量子通信”,仍然采用传统技术(光纤和激光)来传递信息,但已经可以做到给信息加密的秘钥用量子原理来分配、传递秘钥。量子通信虽然不可能真的超光速,但其优势足以让人类向往:通信更快,更加安全。
 
信息安全是人类的刚需,量子通信理论上具有“无懈可击”、“无条件安全”的优势,在军事、金融和个人私密方面意义重大。
 
之所以能做到安全、快速的传递信息,原因就在它是利用量子纠缠效应来传递信息。据中国量子卫星首席科学家、中国科学技术大学教授潘建伟介绍,因为量子具有叠加性,即根据量子比特的物理性质,科学家们可以做到传统芯片上晶体管用电流完成的事——也就是用0和1的二进制来表示信息。但量子比特的特殊之处在于,它能够呈现叠加状态,能同时表示0和1,处于叠加态的量子比特能以一种叫做量子纠缠的现象相互联系,简单来说,就是一个量子比特的行为能瞬间影响到另一个量子比特。
 
 
量子纠缠。
 
这样的特性意味着,你不可能实现对一个未知量子比特的精确复制。因为一旦信息被人挟持,量子会自动发生变化,接收者也因此能察觉,而偷窥者也看不到原貌。
 
基于量子通信和量子力学的理论,潘建伟团队希望通过量子通信研究,从初步实现局域量子通信网络,到实现多横多纵的全球范围量子通信网络,以保证信息传输的绝对安全。今年46岁的潘建伟正是国内量子通信的领军人物,浙江东阳人,正帮助中国从经典信息技术的跟随者,转变成未来信息技术的并跑者乃至领跑者。
 
多个项目落地,量子通信产业更加完善
 
目前,中国已经在合肥建成量子通信政务网。预计大尺度光纤量子通信骨干网工程将于2016年下半年交付。“京沪干线”总长2000余公里,从北京出发,经过河南、合肥,到达上海。这样一来,京沪两地及沿线的金融、政务机构可以利用这条线传输远地灾情和量子安全数据,从物理原理上确保不被第三方窃听。
 
 
广域量子通信网络示意图。
 
中国除了目前在按计划推进的工程项目外,中科院上海分院副院长王建宇曾在“光纤通信50年高峰论坛”表示,按照规划,中国在2016年首颗量子卫星发射后还将发射更多卫星,到2020年实现亚洲与欧洲的洲际量子密钥分发,届时联接亚洲与欧洲的洲际量子通信网也将建成。到2030年左右,中国将建成全球化的广域量子通信网络。
 
得益于量子通信的优势,除了中国外,世界上还有不少发达国家都在积极推进量子通信发展战略。今年,欧洲发布了10亿欧元的量子项目计划;日本提出了以新一代量子信息通信技术为对象的长期研究战略,计划在2020年至2030年间建成安全保密的高速量子信息通信网络。
 
2016年 3 月《第十三个五年规划纲要》发布,其中量子通信和天地一体化信息网成为十大重点推进项目,预计两大专项基金支持力度接近千亿,极大推动量子通信军用、民用大规模建设和应用。量子通信的安全、高效以及国家在量子通信领域的逐步推进,也让市场对于量子通信也充满了期待。
 
中信证券分析师陈剑指出,作为通信技术的未来演进方向,量子通信业终将进入广域网、城域网等公网市场。据陈剑测算,预计2020年国内量子通信市场规模将达210亿元。其中,专网市场105亿元,公网75亿元,其他领域30亿元;预计2020年国内量子通信设备领域市场规模为30亿元,建设运维领域规模为30亿元,运营市场规模将达150亿元。
 
陈剑还指出,诱人的市场前景已经吸引了众多参与者,量子通信产业链生态正在逐渐形成。
 

 

 
特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
以下评论只代表网友个人观点,不代表科学网观点。 

2016/7/15 10:50:17 zhaozhenming
“量子不可克隆原理”的正确性是不容置疑的,只是祖克1982年论文中的解释存在瑕疵,这也不能怪祖克,这个责任是整个学术界对原子受激辐射和光增益机制的认识错误造成的。
人们在研究电磁场和原子(振子)相互作用最大错误是:为了处理问题方便,电磁场采用了平面波基元函数【1】。

人们对原子受激辐射和光增益机制的认识是错误的,其副作用开始逐渐显示出来,主要表现:
1 未纠正经典电磁场理论中的错误,例如经典理论中的场和振子交换能量的错误结论;2 影响和限制了理论物理的进步,例如量子光学理论。

【1】用惠更斯原理研究光和原子相互作用
http://www.paper.edu.cn/html/releasepaper/2016/02/40/
2016/7/14 21:58:02 zhaozhenming
王老师,激光器振荡还真不是量子克隆,请见论文Phase advance of photons generated in stimulated emissionrelative to incident light
http://authors.elsevier.com/a/1TL3K6wQf9Iqc
2016/7/14 15:41:35 Fein
这样的特性意味着,你不可能实现对一个未知量子比特的精确复制。因为一旦信息被人挟持,量子会自动发生变化,接收者也因此能察觉,而偷窥者也看不到原貌。

因此,窃密者无需知道加密信息内容,只要加以持续的干扰,除了获悉信息被劫持收信人得到的信息也都必然是无用信息,是否可以如此理解?那么这种信息传输方式是否算是舍本逐末?
目前已有3条评论
相关新闻 相关论文

图片新闻
捷龙一号火箭首飞送最大民营卫星入轨 SKA望远镜区域数据中心建设
中科院昆明植物所培育3个报春花新品种 小柯机器人:最新《科学》《自然》精选
>>更多
 
一周新闻排行 一周新闻评论排行
 
编辑部推荐博文
 
论坛推荐