中國科學(xué)家使用了“京滬干線”。和“ Mozi”用于量子安全通信的量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，成功建立了世界上第一個(gè)集成了700多個(gè)地面光纖量子密鑰分配鏈路和兩個(gè)衛(wèi)星到地面自由空間的高速量子廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)密鑰分發(fā)鏈接實(shí)現(xiàn)了4600公里的地面跨度以及天地融合的大規(guī)模，多用戶量子密鑰分發(fā)。
證明了廣域量子通信技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用已經(jīng)初步成熟，并有望在未來實(shí)現(xiàn)全球覆蓋。量子安全通信網(wǎng)絡(luò)奠定了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)。
結(jié)果發(fā)表在1月7日的《自然》雜志上。根據(jù)不同的通信渠道，量子密鑰分配主要有兩種實(shí)現(xiàn)方法：光纖和自由空間。
光纖量子密鑰分發(fā)技術(shù)具有良好的通道穩(wěn)定性，并且不易受溫度，濕度和天氣等環(huán)境因素的影響。然而，由于光纖固有的衰減特性，光纖量子密鑰分配的傳輸距離被限制在數(shù)百公里的數(shù)量級。
自由空間量子密鑰分配使用大氣和外層空間中的自由空間作為傳輸介質(zhì)，光子在自由空間中具有低損耗特性，這使得可以基于衛(wèi)星平臺分布超過1000公里的量子密鑰。 “京滬干線”于2017年8月底完成驗(yàn)收，總長度超過2,000公里。
它是基于受信任的中繼方案的世界上最長距離的量子安全密鑰分配干線。現(xiàn)在，它已連接到金融，電力，政府事務(wù)等。
150個(gè)以上的行業(yè)用戶。該研究團(tuán)隊(duì)克服了關(guān)鍵技術(shù)，例如高速量子密鑰分發(fā)，高速和高效的單光子檢測，可信賴的中繼傳輸以及大規(guī)模的量子網(wǎng)絡(luò)控制和監(jiān)視。
安全測試結(jié)果表明，“京滬干線”已被廣泛使用。可以抵御所有已知的量子黑客攻擊，并且密鑰分發(fā)的數(shù)量可以支持超過12,000個(gè)用戶同時(shí)使用。
“墨子”于2016年8月成功啟動，并成功實(shí)現(xiàn)了所有三個(gè)預(yù)定的科學(xué)目標(biāo)。 “墨子”已與河北興隆地面站建立了光鏈路。
在1200公里的通信距離上，衛(wèi)星對地球量子密鑰的傳輸效率比相同距離的地面光纖通道的傳輸效率高20個(gè)數(shù)量級。最近，研究團(tuán)隊(duì)在南山地面站實(shí)現(xiàn)了47.8kb / s的單軌道衛(wèi)星對地面量子密鑰生成速率，這是以前工作的40倍左右。
此外，衛(wèi)星與地面之間的安全編碼距離已從1200公里擴(kuò)展到2000公里，地面站的俯仰角跨度幾乎可以覆蓋整個(gè)天空，其信道損耗相當(dāng)于衛(wèi)星之間的損耗。中高軌道衛(wèi)星和地面。
量子通信在軌道衛(wèi)星中的應(yīng)用奠定了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。 2019年，中國國家電網(wǎng)公司在``墨子''的基礎(chǔ)上，建立了從北京到新疆2600公里的量子密鑰分配通道，實(shí)現(xiàn)了電力通信數(shù)據(jù)的加密傳輸，并首次驗(yàn)證了通信的實(shí)際業(yè)務(wù)。
從工程角度看星地量子通信。可行性。
這一成就是由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的潘建偉和他的同事Chen Yuao和Peng Chengzhi與中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所的王建宇的研究團(tuán)隊(duì)合作完成的。濟(jì)南量子技術(shù)研究所和中國有線電視網(wǎng)絡(luò)有限公司。