首颗量子科学实验卫星在酒泉发射,引起全球关注。
我国在该领域的首次突破,将创造千亿级的量子通信市场,引发全球新一轮通信技术研发竞争。
量子通信产业链主要包括元器件、通信设备、量子通信网络运营、专网应用服务四个环节。
这个过程的每一个环节都充满商机。
三十年前,中国科学家为量子通信的实际应用铺平了道路。
2006年,两名IBM工程师提出了一种新的安全通信解决方案,利用量子物理的极端??特性来确保秘密不被窃取。
在该方案中,发射机用光子的不同偏振态来表示关键,即以线偏振或对角偏振的方式发射不同的光子。
如果有人试图窃听,他或她只能中途拦截光子测量,然后根据测量值发送相同的粒子。
每窃听一个光子,窃听者就有四分之一的机会被发现。
当密钥长度增加到 72 个光子时,窃听者不被发现的机会只有十亿分之一。
2016年,英国科学家提出了一个新想法:利用量子纠缠发送密文。
如果 A 和 B 各有一个孪生粒子;只要A对粒子进行操作,B就会得到相同的结果。
这也是当前量子通信技术的理论基础。
2016年,IBM实验室创造了一个名为“玛莎阿姨棺材”的小盒子,光子在里面携带钥匙30厘米,证实了量子保密通信是可行的。
2006年,英国国防部将这一纪录提升至10公里。
然而,获得单个光子源并减少光子信号传输中的损耗是实际应用面临的困难。
2016年,中国科学技术大学潘建伟团队在国际上首次利用诱饵态方案实现光纤上的量子密钥分发;美国和奥地利的科学家随后也实现了这一点。
2016年,潘建伟团队发明了量子中继器,可以让垂死的光子向其他光子传输信息。
被《自然》称赞为“扫清了量子通信的障碍”。
一步一步铺平了实用量子通信的道路。
各国纷纷启动卫星对地计划。
中国的量子通信卫星走在了前面。
2016年,欧盟宣布《量子信息处理与通信战略报告》;随后,欧盟启动了量子通信技术标准化研究,并设立了“基于量子密码动物学的安全通信”项目。
目前,欧盟计划启动10亿欧元的量子技术旗舰项目,旨在建立具有高度竞争力的欧洲量子产业。
美国也同样活跃。
美国国防部支持的“高级研究与开发活动”计划将量子通信应用扩展到卫星通信、城域和长距离光纤网络; NASA 还计划在其总部和喷气推进实验室之间建立一公里直线距离。
一条包含10个骨干节点的长距离光纤量子通信干线,计划扩展到星地通信。
美国国防部2010年至2017年科技发展计划中,量子信息与控制技术被列入六大颠覆性研究领域。
它将IBM、美国国防高级研究计划局、中国科学技术大学、洛克希德马丁公司和日本NTT公司列为该领域的重要研究机构。
2018年,全球最大的独立技术研发机构美国巴特尔公司提出了商用广域量子通信网络计划,计划在美国各地建设万公里量子通信骨干网络,提供量子数据谷歌、IBM、微软和亚马逊等公司的中心。
通讯服务。
日本还提出了量子信息长期战略。
日本国家信息通信技术研究所计划到2020年实现量子中继,到2020年建成最大容量、无条件安全的广域光纤和自由空间量子通信网络。
世界各国正在准备或已经发射卫星地地量子通信项目,包括美国NASA的PhoneSat项目、奥地利和欧洲航天局开展的“Space-QUEST”实验项目等。
但中国卫星领先一步。
中国正在努力赶超量子通信产业化,在世界发挥领先作用。
2016年,中国科学院立项量子科学实验卫星战略先导工程,由中国科学技术大学、中科院各研究所、航天八院联合攻关。
根据该项目首席科学家潘建伟的规划,我国量子通信技术的发展分为三步:一是通过光纤实现城域网;二是通过光纤实现城域网;三是通过光纤实现城域网。
二是通过量子中继器实现城际网络;三是通过卫星中继实现全球广域网。
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这次卫星发射开始了第三步。
在回答“为什么要先于欧美发射量子卫星?”时,潘建伟表示:“当大多数人还在实验室内进行原理论证时,我们团队已经开始思考如何在太空实现量子信息传输, “量子科学实验卫星计划最初构想于2018年,从那时起,我们团队就开始了星地量子通信的地面验证实验。
”Anton Zeilinger的研究小组和欧洲许多优秀的研究团队一直在讨论建立。
”以国际空间站为平台的星地量子通信计划,但欧洲航天局缓慢的决策机制让这一计划一再拖延。
”潘建伟说,“我们在国家,一方面国家有高强度的支持……另一方面,当卫星量子通信出现重大突破的迹象时,中科院迅速做出前瞻性决策,得以采取国际领先。
“在量子通信及相关应用技术产业化方面,我们已经领先于美国。
””中科大国盾量子公司总裁赵勇在接受媒体采访时表示,“2019年,合肥城域量子通信实验示范网建成。
该网络包括46个节点,是当时世界上第一个大规模量子通信网络; 2016年,济南量子通信试验网已建成。
该网络包括56个节点和90多个用户。
旨在全面承载实际应用、量子网络运维、优质用户体验。
是目前全球最大的城域量子通信网络;目前正在建设的京沪干线项目计划年底建成连接北京、济南、合肥、上海等城域网的数公里量子保密通信线路。
它将成为全球首条、距离最远的广域光纤量子安全通信骨干网。
线。
可以说,中国在量子通信产业化方面正在发挥国际领先者的作用。
“未来五年量子通信或许能够服务普通消费者。
中科院预测,到2020年,亚欧之间将实现洲际量子密钥分发,连接亚欧的洲际量子通信网络也将建成。
” 2019年前后,我国将建成目前在数量和长度上处于世界领先地位的城域量子通信网络,并率先应用于数据传输和专网通信领域。
其主要客户是政府、军队和金融机构,预计未来量子通信的市场规模将达到1亿元以上。
五年内中国专网通信市场规模预计将达到35亿元以上。
有媒体预测,大约在同一时间,量子通信将服务于消费者的在线转账和支付。
全国网络建设将由运营商主导,2018年建成国家量子通信网络。
最终,量子通信模块被集成到信息产业的基础设施中。
据介绍,继京沪干线论证成功后,我国首条商用??量子通信干线“沪杭干线”预计将于今年9月建成。
内容由中国科学院科学传播局提供)量子通信已成为大国竞争的新领域。
欧盟计划启动10亿欧元的量子技术旗舰项目,旨在建立具有高度竞争力的欧洲量子产业。
将量子通信应用拓展到卫星通信、城域和长距离光纤网络。
日本计划在2020年实现量子中继,并在2020年建成最大容量、无条件安全的广域光纤和自由空间量子通信网络。