中国团队入选美国物理学会2018年度国际物理学十大进展

2017年9月29日，世界首条量子保密通信干线——“京沪干线”正式开通。结合“京沪干线”与“墨子号”的天地链路，我国科学家成功实现了洲际量子保密通信。

世界首条量子保密通信“京沪干线”开通

中国科学技术大学潘建伟院士团队主导完成的“墨子号”洲际量子密钥分发成果，日前入选美国物理学会2018年度国际物理学十大进展。

潘建伟团队宣布“墨子号”在一年时间内圆满完成三大科学目标：超过1200公里的星地诱骗态量子密钥分发；距离1200公里的星地量子纠缠分发和贝尔态测量；地星量子隐形传态。

这三个突破性的实验是搭建全球量子通信网络的基石。结果证实，针对1200公里的量子密钥分发，卫星链路效率比光纤高出了20多个数量级。

美国物理学会下属《物理》（Physics）网站报道了该成果，认为这项成果为建设基于卫星的全球“量子互联网”带来了福音。

量子互联网是一种基于量子力学原理建立起来的新型互联网。由美国洛斯阿拉莫斯国家实验室开发完成。该实验室已建起一个小型试验网络并成功运行了两年半的时间。由于量子互联网具有特殊访问方式，每一次访问都会留下“痕迹”而被追踪，因此该网络被称为最安全的互联网。

该成果于2018年1月19日在国际权威学术期刊《物理评论快报》以封面论文的形式发表，被选为《物理评论快报》编辑推荐文章。

据介绍，由于信道的固有损耗，地面自由空间信道和光纤信道的量子密钥分发实验距离被限制在数百公里级别。利用太空中光子的低损耗传输的特性，研究团队借助“墨子号”卫星实现了相距7600公里两个地面站的密钥共享，密钥率约每秒千比特。

基于共享密钥，联合团队在北京到维也纳之间演示了图片加密传输，并建立了一套北京到维也纳的加密视频通信系统，中国和奥地利的联合团队科研人员利用“墨子号”量子卫星，采用128位高级加密标准（每秒刷新128位种子密钥表），实现世界首次的洲际量子保密视频会议，并交换了一段560kbit的量子密钥。

来自传统的公钥密码系统依赖特定数学函数的计算难度，理论上都可以被破解。相反，量子密钥分发是迄今唯一被严格证明无条件安全的加密方式。通信者用量子叠加态对信息进行加密，而基于量子不可复制原理，任何窃听行为都会对整个通信系统造成干扰。

据悉，本次公布的2018年度国际物理学十大进展，还包括凝聚态物理领域的新发现、超高转速创造世界纪录、国际单位制迎来重要变革等方面。

来源：

sciencenet
新华社

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