中國團隊入選美國物理學會2018年度國際物理學十大進展

2017年9月29日，世界首條量子保密通訊幹線——“京滬幹線”正式開通。結合“京滬幹線”與“墨子號”的天地鏈路，我國科學家成功實現了洲際量子保密通訊。

世界首條量子保密通訊“京滬幹線”開通

中國科學技術大學潘建偉院士團隊主導完成的“墨子號”洲際量子金鑰分發成果，日前入選美國物理學會2018年度國際物理學十大進展。

潘建偉團隊宣佈“墨子號”在一年時間內圓滿完成三大科學目標：超過1200公里的星地誘騙態量子金鑰分發；距離1200公里的星地量子糾纏分發和貝爾態測量；地星量子隱形傳態。

這三個突破性的實驗是搭建全球量子通訊網路的基石。結果證實，針對1200公里的量子金鑰分發，衛星鏈路效率比光纖高出了20多個數量級。

美國物理學會下屬《物理》（Physics）網站報導了該成果，認為這項成果為建設基於衛星的全球“量子網際網路”帶來了福音。

量子網際網路是一種基於量子力學原理建立起來的新型網際網路。由美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室開發完成。該實驗室已建起一個小型試驗網路併成功執行了兩年半的時間。由於量子網際網路具有特殊訪問方式，每一次訪問都會留下“痕跡”而被追蹤，因此該網路被稱為最安全的網際網路。

該成果於2018年1月19日在國際權威學術期刊《物理評論快報》以封面論文的形式發表，被選為《物理評論快報》編輯推薦文章。

據介紹，由於通道的固有損耗，地面自由空間通道和光纖通道的量子金鑰分發實驗距離被限制在數百公里級別。利用太空中光子的低損耗傳輸的特性，研究團隊藉助“墨子號”衛星實現了相距7600公里兩個地面站的金鑰共享，金鑰率約每秒千位元。

基於共享金鑰，聯合團隊在北京到維也納之間演示了圖片加密傳輸，並建立了一套北京到維也納的加密視訊通訊系統，中國和奧地利的聯合團隊科研人員利用“墨子號”量子衛星，採用128位高階加密標準（每秒重新整理128位種子金鑰表），實現世界首次的洲際量子保密視訊會議，並交換了一段560kbit的量子金鑰。

來自傳統的公鑰密碼系統依賴特定數學函式的計算難度，理論上都可以被破解。相反，量子金鑰分發是迄今唯一被嚴格證明無條件安全的加密方式。通訊者用量子疊加態對資訊進行加密，而基於量子不可複製原理，任何竊聽行為都會對整個通訊系統造成干擾。

據悉，本次公佈的2018年度國際物理學十大進展，還包括凝聚態物理領域的新發現、超高轉速創造世界紀錄、國際單位制迎來重要變革等方面。

來源：

• sciencenet
  
• 新華社
  

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