我国科学家创现场光纤量子通信新纪录 2021全球量子通信行业市场调研及投资前景分析
通讯WuYaNan2021/6/25
量子的“不可克隆”原理，理论上保证了量子通信的安全性，但量子特性也使得量子通信不能像传统光通信那样，通过中继放大信号，因此量子通信的光纤传输距离受到信号损耗的限制。近期，潘建伟团队在连接山东济南与青岛的“济青干线”现场光缆上，基于王向斌提出的“发送—不发送”双场量子密钥分发协议，研发出时频传输技术和激光注入锁定技术，突破现场远距离高性能单光子干涉技术，采用两种技术方案分别实现428公里和511公里的双场量子密钥分发，创造了现场无中继光纤量子密钥分发传输距离的新世界纪录。
该研究成果超过500公里的光纤成码率打破了传统无中继量子密钥分发所限定的成码率极限。在实际环境中证明了双场量子密钥分发的可行性，为实现长距离光纤量子网铺平了道路。
量子通讯(Quantum Communication)是指利用量子效应加密并进行信息传输的一种通讯方式。
量子通讯主要涉及:量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等，这门学科已逐步从理论走向实验，并向实用化发展。高效安全的信息传输日益受到人们的关注。基于量子力学的基本原理，量子通讯具有高效率和绝对安全等特点，并因此成为国际上量子物理和信息科学的研究热点。
国际上许多研究小组都在对这一课题进行研究，并提出了一系列量子纠缠态纯化的理论方案，但是没有一个是能用现有技术实现的。潘建伟等人发现了利用现有技术在实验上是可行的量子纠缠态纯化的理论方案，原则上解决了在远距离量子通信中的根本问题。这项研究成果受到国际科学界的高度评价，被称为"远距离量子通信研究的一个飞跃"。
由于量子隐形传态技术还非常遥远，接下来只介绍已经产业化的量子密钥分配。因为光子具有不可分割性。在单光子发射的情况下，窃听者不可能将光子切成两半，拿走一半获得密钥，一半传输给接收方。因为光子不可能被准确的复制，所以窃听者无法通过复制光子获取信息。因为光子无法准确的测量，所以窃听者无法通过准确测量光子，制备出一个一模一样的光子。总而言之，窃听者无法将一个光子变成一模一样的两个光子，或者无法将光子信息读取出来后将光子再发出去。一个未知的量子态是唯一的，接收者如果接收到了了准确的光子，那么窃听者就拿不到任何信息。
目前量子作为前沿技术已获德国、美国等多个国家的追捧，竞争日趋激烈。早在2016年，欧盟宣布将量子技术作为新的旗舰科研项目。不久前，德国表示计划2021年建成当地首台量子计算机，并在5到10年后推动相关新技术在工业领域的应用。
中国构建全球首个星地量子通信网，中国科研团队成功实现了跨越4600公里的星地量子密钥分发，标志着我国已构建出天地一体化广域量子通信网雏形。该成果已在英国《自然》杂志上刊发。
量子通信是量子科技三大方向之一，量子通信是一门交叉学科，是通信电子科学和量子力学相结合的新兴产物，这种通信技术可以完成传统信息传输所不能完成的信息处理技术任务，与传统通信技术和通信方式相比，具有独特的优越性。
近年来，欧洲、美国等都制定了国家层面的科技和产业战略发展规划，大力支持量子计算、量子通信等量子技术的发展。未来随着量子计算的快速发展，以及云计算、移动互联网、大数据、物联网等新技术、新应用和新模式快速融合发展触发了新的未知安全威胁，对信息安全带来了更大的挑战。目前，中国的量子通信技术已经达到世界顶尖水平，领先欧美国家不止一个身位。
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