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安全高效的量子通信及其发展
http://www.cww.net.cn   2011年9月14日 15:37    通信世界周刊    
作 者:合肥市科技情报研究所 古丽萍

中国量子通信研发进展

在中国,科技部、国家自然科学基金委员会、中国科学院等部门高度重视和大力支持量子通信。通过各种重大项目的实施,中国已经在量子信息研究方面做出了一批具有国际水平的成果,相关研究团体已经在国际上享有一定的影响力。近年来,中国科学家一直在刷新量子传输的距离纪录,中国量子通信研究居于世界领先地位,目前已经率先达到应用阶段水平。中国科学技术大学、清华大学、中国科学院物理所、半导体所、武汉物理与数学研究所、北京师范大学、华南师范大学、华东师范大学、山西大学、西安大学、西安电子科技大学、北京邮电大学等单位已经取得了一些重要的研究成果。

1995年,中国科学院物理研究所用量子密码BB84方案做了演示性实验,华东师范大学在距离较短的自由空间里用B92方案做了实验。2000年,中国科学院物理研究所与研究生院合作,在850纳米的单模光纤中完成了1.1公里的量子密码通信演示性实验。2003年,中国科技大学潘建伟领导的量子物理与量子信息实验室成功实现了量子纠缠态的浓缩,并利用这一技术首次实现了四光子纠缠光源的量子中继器。2004年,中国科技大学郭光灿领导的研究小组在北京与天津之间成功实现了125公里光纤的点对点的量子密钥分配,验证了误码设计的正确性,解决了量子密码系统的稳定性问题。2005年,中国科大与清华大学联合小组在合肥创造了13公里的自由空间双向量子纠缠分发世界纪录,同时验证了在外层空间与地球之间分发纠缠光子的可行性。2006年,中国潘建伟小组实现了诱骗态方案,同时实现了超过100公里的量子保密通信实验。

2007年,中国科技大学潘建伟研究小组通过实验成功制备出国际上纠缠光子数最多的薛定谔猫态和可以直接用于量子计算的簇态,实现六光子薛定谔猫态。2007年3月,中国科技大学郭光灿领导的中科院量子信息重点实验室,利用自主创新的量子路由器,在北京网通公司商用通信网络上完成了四用户量子密码通信网络的测试运行,并确保了网络通信的安全。2007年,中国科大与清华大学联合小组在北京八达岭与河北怀来之间架设长达16公里的自由空间量子信道,并取得了一系列关键技术突破。2008年,中国科技大学潘建伟及其同事,利用冷原子量子存储技术在国际上首次实现了具有存储和读出功能的纠缠交换,建立了由300米光纤连接的两个冷原子系综之间的量子纠缠。2008年年底,潘建伟团队在商业光纤网络的基础上,成功研制了基于诱骗态的光纤量子通信原型系统。

2009年5月,潘建伟团队在合肥成功组建了世界上首个3节点链状光量子电话网。2009年5月,中国科学技术大学郭光灿研究团队建设的“量子政务网”在安徽芜湖建成,并投入试运行。量子政务网采用中国具有全部知识产权的单向量子保密通信方案和设备,以及量子保密通信网络核心组网技术,标志着中国量子保密通信技术已经正式步入应用轨道。2009年,中国科大与清华大学联合小组成功实现了世界上最远距离的量子态隐形传输,证实了量子态隐形传输穿越大气层的可行性,为未来基于卫星中继的全球化量子通信网奠定了可靠基础。2009年8月,中科大潘建伟科研团队在合肥成功组建了一个可升级的5节点星型量子通信网络,构建了全球首个全通型量子通信网络,实现了实时语音量子保密通信,将在合肥市及其周边建设一个40节点量子通信网络示范工程。2009年11月,山东省在山东信息通信研究院内组建了山东量子科学技术研究院,力争通过3~5年的努力,将山东打造为中国乃至世界的量子通信技术产业基地。2009年11月,中国科技大学牵手安徽省皖能集团和铜陵润丰集团,合资成立安徽量子通讯技术有限公司。

2010年6月,由中国科学技术大学和清华大学组成的联合小组,成功实现了16公里的量子态隐形传输,16公里的传输距离比原世界纪录提高了20多倍。2010年6月,山东省投资5600万元启动建设山东量子技术研发平台,投资1.22亿元建设山东量子通信试验网工程。山东量子通信试验网第一期工程为期两年,将在济南市搭建40~50个用户的量子保密通信试验网,项目第一阶段的城域网建设完成后,项目二期工程将展开基于超导技术的量子城际网的建设,进一步将量子通信的应用推向实用化。2010年7月,“合肥城域量子通信试验示范网”项目开工。2011年5月,中国科学院量子技术与应用研究中心暨济南量子技术研究院揭牌仪式在济南举行。济南量子通信试验网建设第一阶段(2011~2013年),搭建量子技术研发新平台,协调、推进量子技术研发与成果转化。进入第二阶段后,将充分利用研发平台,汇集中科院内相关研究力量,在量子器件和量子通信工程技术与成果转化方面形成引领量子技术发展的研发能力,在成果转化的基础上,进一步开拓量子通信技术的应用范围。

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编 辑:高娟    联系电话:010-67110006-853
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