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无需密钥,即可直接在量子信道里面传输秘密信息!

无需密钥,即可直接量子信道里面传输秘密信息

无需密钥直接在量子通道中传输秘密信息!

日前,记者上海交通大学获悉,该校陈先锋团队与江西师范大学李元华等人合作,在量子通信网络方面取得重要突破:他们利用量子安全直接通信原理,实现网络前15。用户之间的安全通信,传输距离可达 40 公里。该研究为未来基于卫星的量子通信网络和全球量子通信网络奠定了基础相关论文发表在《Optical Science applications》。

量子安全直接通信网络示意图。照片由受访者提供

量子通信包括量子密钥分发、量子秘密共享、量子安全直接通信等模式。量子密钥分发和量子秘密共享是两个通信方之间的密码共享。现有的量子通信网络主要是基于量子密钥分发,利用量子方法在网络中分发安全密钥。目前没有办法直接在网络中传输安全信息。 2000年,清华大学的龙桂禄最初提出了量子保密直接通信。量子安全直接通信的特点是无需密码即可完成信息的安全传输。 2021年《6G研究白皮书》指出什么是网络完全密钥,量子安全直接通信具备侦听窃听能力,可在下一代安全通信中展现出巨大潜力。

近年来,量子安全直接通信发展迅速。

2016年,山西大学和清华大学完成了首次单光子量子保密直接通信实验

2017年,中国科学技术大学和南京邮电大学完成了基于纠缠的量子安全直接通信;

随后,清华大学和南京邮电大学完成了500米光纤传输距离的量子保密直接通信;

2020年,北京量子信息科学研究所和清华大学成功研发出首个具有实用价值的量子安全直接通信原型机什么是网络完全密钥,并在中关村论坛新闻发布会上发布。

此次,上海交通大学与江西师范大学联合团队首次基于量子保密直接通信原理进行时间-能量纠缠实验。然后使用光纤在通信网络的 15 个用户中的任意两个用户之间分配纠缠。两个用户之间的传输距离为40公里。利用和频发生器实现贝尔态分析解码,完成信息传输。实验结果表明,信息传输速率达到1Kbp/s。

本实验为未来的通信网络提供了重要的技术支持。基于该实验,研究人员可以开展更远距离的量子通信网络研究,实现星地之间的量子通信网络,甚至全球化。

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