量子芯片很高端?未来手机都有
"墨子号"卫星已上天 "京沪干线"年底建成运营商布局"新蓝海"
8月中旬"墨子号"科学实验卫星的成功发射,让量子通信成为迅速蹿红的"网红",很多普通人都知道了这一高大上的事物。
"墨子号"升空意义的确重大,使我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。除了"墨子号",国内量子通信在今年还会有一项"壮举",那就是"京沪干线"大尺度光纤量子通信骨干网年底前将建成并验收。
目前来看,量子通信主要有两个应用方向,一是取代传统的介质(比如光纤),直接用量子技术传送信息,二是信息本身仍是通过光纤等来传送,但使用量子技术传递密钥,这就是量子保密通信。前一种应用尚有诸多技术难关等待攻克,而后一种技术方案较为成熟,量子保密通信目前具备产业化条件。现在国内一些地方已经建立量子保密通信试验网,产业链日益壮大,包括电信运营商也都积极参与其中,从而提升国内信息安全水平,为下一代国家主权信息安全生态系统打下基础。
量子保密通信的神奇之处
"目前来看,量子保密通信是最安全的通信方式,量子的不可分割、不可复制,而且是‘一次一密’,所以无法被窃听窃取。"中国电信上海公司总师室相关人士对记者表示。
量子为何不可分割?众所周知,量子是最小的能量单位,这是量子物理学的基本原理。所有的微观粒子包括分子、原子、电子、光子,它们都是量子的一种表现形态。比如光量子是构成光的最基本单元,是光能的最小能量单位,已经无法再分割。
除了不可分割,量子物理学还有一项基本原理:测不准定律。在经典力学中,物体在某一时刻有着确定的状态,通过测量会知道物体在某个时刻的位置和速度,这些信息都是确定的,比如说某人某个时刻在北京,那么他就不会出现在上海。但在神奇的量子世界中却不是这样。简单来说,你不可能同时知道一个量子的位置和速度信息,因为对位置信息测量的越精确,速度测量就会越不精确,反之亦然。所以说,如果不是事先知道单个量子状态,想要在后期通过测量读取量子状态信息是不可能的,不能读取也就不能复制。
量子不可分割、不可复制的特性,使得它在传递密钥过程中具有很高的安全性。
比如甲乙双方进行安全通信,因为不可分割的特性,窃密者无法将单光子切割成两部分,让其中一部分继续传送,而对另一部分进行状态测量获取密钥信息;因为不可复制,窃密者在截取单光子后,也无法测量其状态,然后根据测量结果复制新光子发送给接收方。
任何的窃听、复制、测量行为,都会改变量子状态,从而被通信双方所获知,知道有人在"图谋不轨"。"知道有人窃听后,我们可以通过其他的线路来进行传输,比如从A地到B地,有好几条公路,知道一条路上存在风险,可以换其他路。"一位业内人士对记者表示。
从城域、城际再到天地一体
对很多人来说,量子保密通信仍是高大上的新鲜事物,但实际上,它在国内已经开始得到应用。
业内人士介绍,量子保密通信技术的实际应用分三步走,一是通过光纤实现城域量子通信网络;二是通过量子中继器实现城际量子通信网络;三是通过卫星中转实现可覆盖全球的广域量子通信网络。现在,国内多个省市已经迈出第一步,已建或者正在建设城域量子通信网络,而随着"墨子号"升空及后续更多量子通信卫星的发射、"京沪干线"大尺度光纤量子通信骨干网在年底的建成,第二步和第三步也正在推进过程中。
在量子保密通信应用领域,我国走在了世界前列。2012年,合肥城域量子通信试验示范网正式建成。2013年,济南建立量子保密通信城域试验网,山东省数十个省直机关事业单位、金融机构率先尝试了量子加密通信,实现了语音电话、传真、文本通信和文件传输等量子保密传输业务。在上海,一年多前初启动建设量子保密通信上海总控及大数据服务中心、陆家嘴金融量子保密通信应用示范网。总控中心是"京沪干线"等重大项目量子通信网络的管理、监控、控制和展示中心,负责全网监察和运维指挥。
连接北京和上海的千公里光纤量子通信骨干网工程"京沪干线"正是城际量子通信网络,全程2000多公里,从北京出发,经过济南、合肥到达上海。 "未来十年,在‘京沪干线’的基础上,建设多横多纵的量子保密通信国家骨干网络基础设施,支撑构建完全自主可控的信息通信体系,全面服务于国家信息安全战略。"一名业内人士介绍。
量子保密通信网络不仅是从城域扩展到城际,随着卫星的上天,未来将形成星地一体的广域量子保密通信网络。
运营商积极参与
- 实践9号B卫星SoC芯片小如指甲 实现全套大脑功能(11-01)
- 英媒:中国“偷美雷达芯片” 或已安装在卫星上(12-20)
- 西门子卫星电源保护系统采用ADI数字隔离技术(01-17)
- 又有人因偷窃芯片技术回国被捕了,这次是卫星芯片(02-02)
- 宇宙飞船专用光伏电池,居然出自夏普之手(10-29)
- SatixFy获CEVA-XC DSP授权许可用于宽带卫星应用(10-06)