中国“墨子”卫星实现量子安全时间传输为未来

2020-05-13 作者:Sien 来源:2020年05月13日 16时46分50秒   |   浏览(91)

我国“墨子号”卫星实现量子安全时间传递奠定未来导航基础

新华社合肥5月13日电(记者)近日,中国科学院院士、中国科技大学教授潘剑伟及其同事、许、等在合肥考察。世界上首次利用墨子量子科学实验卫星进行了量子安全时间转移的原理实验验证。精度达到了世界先进水平30皮秒(1皮秒等于1万亿分之一秒),为未来安全卫星导航系统的建设奠定了基础。最近,国际知名学术期刊《自然物理》公布了研究结果。

高精度时间传递是导航、定位等应用在人们日常生活中的核心技术。近年来,时间传输的安全性越来越受到重视。计算机网络、金融交易市场、电力和能源网络以及其他系统都需要一个统一的时间基准。如果这些系统受到恶意攻击,如数据篡改和信号欺骗,由此产生的时间错误将导致重大事故,如网络崩溃和导航错位。

根据潘剑伟团队的研究,量子通信技术可以带来新的解决方案。基于量子“非克隆”原理,以单光子量子态为载体的时间传递技术可以从根本上保证信号传输过程的安全性。最近,他们在世界上首次提出了“基于双向自由空间量子密钥分配技术的量子安全时间同步方案”,该方案利用单光子量子态作为时间传递和密钥分配的信号载体,同时进行时间同步和密钥生成。该过程中产生的密钥用于加密经典时间数据,从而实现时间数据的安全传输。

潘剑伟团队利用墨子量子科学实验卫星,突破了星地单光子时间传递、高速星地双向异步激光时间转发器的技术难点,实现了星地量子安全时间同步的技术验证。获得了精度为30皮秒的星地时间传递,达到了世界先进的星地激光时间传递水平。

这项研究得到了《自然物理》评论家的高度评价,他们认为它再次超越了空间量子实验领域的现有技术水平。研究结果对量子技术的实用性非常重要,将极大地促进量子精密测量相关领域的研究和应用。[主编:田伯群]

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