上海交通大學(xué)教授陳險(xiǎn)峰、上海電力大學(xué)教授李淵華團(tuán)隊(duì)以北京量子信息科學(xué)研究院副院長、清華大學(xué)教授龍桂魯團(tuán)隊(duì)的量子直接通信理論為基礎(chǔ)，展開了進(jìn)一步研究。
在最新研究中，科研人員創(chuàng)新性地采用雙泵浦光參量下轉(zhuǎn)換技術(shù)，構(gòu)建起具有高抗干擾能力的量子糾纏分發(fā)系統(tǒng)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，通信后各節(jié)點(diǎn)間共享量子態(tài)保真度仍保持在85%以上，驗(yàn)證了該方案在長距離通信中的可靠性。
經(jīng)300公里傳輸后到達(dá)接受節(jié)點(diǎn)的光子對(duì)數(shù)仍達(dá)300~400Hz(赫茲)，這意味著經(jīng)過編碼后，理論通信速率可達(dá)每秒數(shù)比特。
這項(xiàng)研究的突破主要體現(xiàn)在三方面：
一是突破傳統(tǒng)星型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)限制，實(shí)現(xiàn)了全連接網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性;
二是通過優(yōu)化糾纏光源制備技術(shù)，將傳輸距離提升至300公里量級(jí);
三是建立了基于量子態(tài)重構(gòu)的誤差修正機(jī)制，確保了多節(jié)點(diǎn)通信的穩(wěn)定性。
據(jù)了解，該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的成功構(gòu)建為量子通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)用化奠定了重要基礎(chǔ)。
未來，相關(guān)技術(shù)可應(yīng)用于軍事指揮、政務(wù)通信、金融交易等對(duì)信息安全要求極高的領(lǐng)域。
量子通信的安全性極高，主要是基于量子不可克隆原理，量子態(tài)一旦被測量就會(huì)發(fā)生改變，所以任何試圖竊聽量子通信的行為都會(huì)被發(fā)現(xiàn)。
比如在量子密鑰分發(fā)中，發(fā)送方和接收方通過量子態(tài)傳輸密鑰，如果存在竊聽者，其測量行為會(huì)破壞量子態(tài)，接收方和發(fā)送方就能察覺，從而更換密鑰重新進(jìn)行分發(fā)，保證了信息傳輸?shù)陌踩浴?/p>
從理論上來說，只要量子通信的協(xié)議和實(shí)現(xiàn)過程沒有漏洞，信息傳輸過程中的密鑰分發(fā)就可以做到絕對(duì)安全，這是傳統(tǒng)通信技術(shù)難以企及的。
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