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海水量子通信:让黑客望洋兴叹
2017-09-02 09:20:34 来源: 科技日报
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  本报记者 刘 霞

  近日,量子通信领域捷报频传,上海交通大学金贤敏团队成功实现首个海水量子通信实验,在国际上首次验证了水下量子通信的可行性,为量子通信技术上天、入地、下海的未来图景添上了浓墨重彩的一笔,填补了海洋作为未来海陆空一体化量子网络最后一块拼图的空缺。

  一石激起千层浪。消息引发了国内外媒体的热议。海水量子通信技术的实现究竟有何难处?能在哪些领域大显身手呢?

  填补最后一块拼图

  目前,基于光纤和卫星的量子通信已被证明可行,覆盖地球面积70%的海洋是否也能用作量子通信信道呢?

  利用可见光进行水下通信的想法可追溯到上世纪60年代,当时一系列实验证明400纳米—550纳米的蓝绿可见光在海水中的衰减远小于其他可见波段,即可作为水下通信的“透明窗口”。随着美军提出卫星—潜艇通信可行性研究之后,激光对潜艇通信迅速成为美国的战略性研究计划。但海水对电磁波能量的吸收作用很强,且波长越短,衰减越大,即便有这种“透明窗口”,在水下几米深处对卫星和飞行器进行保密通信,也成为海水的“通信禁区”。

  金贤敏对科技日报记者说,海水能否作为量子通信信道一直是个未解之谜,英美科学家做过一些理论研究,但迄今未曾进行过实验探索。

  此次,他们在实验中选择光子的极化作为信息编码载体,并通过模拟证明,即使经历了海水巨大的信道损耗,极化编码的光子也只会丢失,而不会发生量子比特翻转,也就是说,只要存留下少量单光子,仍可被用于建立安全密钥。

  国外媒体称之为里程碑

  最新成果于8月以《迈向自由空间海水中的量子通信》为题的长文,发表在国际光学领域著名期刊《光学快报》杂志上,并被选为编辑推荐文章。

  嗅觉灵敏的国际科学杂志《新科学家》紧随其后,8月23日也以《首个水下量子纠缠将导致不可破译通信技术》为题进行了报道。加拿大量子卫星项目负责人托马斯·詹内怀恩对《新科学家》杂志表示,虽然以前也讨论过水下量子通信的想法,但一直没有任何人做过这样的实验。

  同日,美国知名科技博客“TheNextWeb”以《科学家发展了基于海水传态的不可破译通信技术》为题进行了报道。美国基础问题研究所(FQXI)更是将该工作视为继“墨子号”量子卫星之后,中国在量子通信领域的又一里程碑式成果。

  《每日邮报》在8月24日的报道中指出:“最新技术朝着在全球海洋中,使用激光发送无法破解的互联网数据迈出了重要的第一步。”

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【纠错】 责任编辑: 华信
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