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“墨子號”首次實現量子安全時間傳遞

吳長鋒 發布時間:2020-05-13 09:58:00來源: 科技日報

  科技日報合肥5月12日電 (記者吳長鋒)記者從(cong) 中國科學技術大學獲悉,該校潘建偉(wei) 及其同事彭承誌、徐飛虎等利用“墨子號”量子科學實驗衛星,在國際上首次實現量子安全時間傳(chuan) 遞的原理性實驗驗證,為(wei) 未來構建安全的衛星導航係統奠定了基礎。該成果於(yu) 5月11日在線發表在國際學術期刊《自然·物理》上。

  高精度時間傳(chuan) 遞是導航、定位等應用的核心技術。目前廣泛采用的時間傳(chuan) 遞技術主要包括衛星導航定位、光纖網絡等時間傳(chuan) 遞方案。近年來,時間傳(chuan) 遞的安全性得到了廣泛關(guan) 注。各種網絡係統,如計算機網絡、金融、電力能源網絡等,都需要統一的時間基準。這些係統遭受到惡意攻擊,其引起的時間錯誤將會(hui) 引起網絡崩潰、導航定位錯誤等重大安全性事故。然而,當前廣泛使用的時間傳(chuan) 遞技術麵臨(lin) 著數據篡改、信號欺騙等各種攻擊的潛在風險。

  基於(yu) 量子不可克隆原理,以單光子量子態為(wei) 載體(ti) 的時間傳(chuan) 遞技術可以從(cong) 根本上保證信號傳(chuan) 輸過程的安全性。潘建偉(wei) 團隊首次提出了基於(yu) 雙向自由空間量子密鑰分發技術的量子安全時間同步方案。在該方案中,單光子量子態同時作為(wei) 時間傳(chuan) 遞和密鑰分發的信號載體(ti) ,進行時間同步和密鑰生成。這個(ge) 過程所生成的密鑰用來加密經典時間數據,從(cong) 而確保時間數據的安全傳(chuan) 輸。

  基於(yu) “墨子號”量子科學實驗衛星,潘建偉(wei) 團隊突破了星地單光子時間傳(chuan) 遞、高速率星地雙向異步激光時間應答器等關(guan) 鍵技術,實現了星地量子安全時間同步的技術驗證,獲得了30ps精度的星地時間傳(chuan) 遞,達到了星地激光時間傳(chuan) 遞的國際先進水平。

  審稿人高度評價(jia) :“在空間量子實驗領域又一次超越了現有技術水平……對於(yu) 量子技術的實用化至關(guan) 重要。”該研究成果將極大地推動量子精密測量相關(guan) 領域的研究和應用。

(責編: 賈春玲)

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