無需密鑰，即可直接在量子信道中傳輸秘密信息！感謝9月22日從上海交通大學獲悉，該校陳險峰團隊和江西師范大學李淵華等人合作，在量子通信網(wǎng)絡取得重要突破，他們利用量子安全直接通信原理，首次實現(xiàn)了網(wǎng)絡中15個用戶之間得安全通信，其傳輸距離達40公里。該研究偽未來基于衛(wèi)星得量子通信網(wǎng)絡和全球量子通信網(wǎng)絡奠定了基礎。相關論文發(fā)表在《光科學應用》。
量子通信包括量子密鑰分發(fā)、量子秘密共享和量子安全直接通信等模式。量子密鑰分發(fā)和量子秘密共享是在通信雙方共享密碼。現(xiàn)有得量子通信網(wǎng)絡主要是基于量子密鑰分發(fā)，用量子得方法在網(wǎng)絡中分發(fā)安全密鑰。目前還不能在網(wǎng)絡中直接傳輸安全信息。2000年，清華大學龍桂魯提出了量子安全直接通信，量子安全直接通信得特殊之處在于，不需要密碼就可以完成信息得安全傳輸。2021年《6G研究白皮書》指出，量子安全直接通信具有偵測竊聽得能力，在下一代安全通信方面能夠展現(xiàn)巨大得潛力。
近幾年，量子安全直接通信發(fā)展迅速。2016年，山西大學和清華大學完成第一個單光子量子安全直接通信實驗；2017年，華夏科學技術大學和南京郵電大學完成了基于糾纏得量子安全直接通信；隨后，清華大學和南京郵電大學完成了500米光纖傳輸距離得量子安全直接通信；2020年，北京量子信息科學研究院和清華大學研制成功首臺具有實用價值得量子安全直接通信樣機，并在中關村論壇發(fā)布會上發(fā)布。
此次上海交通大學和江西師范大學聯(lián)合團隊基于量子安全直接通信原理，首先在實驗中制備出時間—能量糾纏。隨后利用光纖，在通信網(wǎng)絡得15個用戶之間得任意兩個分發(fā)糾纏。兩個用戶之間得傳輸距離偽40公里。利用和頻產(chǎn)生器實現(xiàn)貝爾態(tài)分析解碼，完成信息得傳輸。實驗結果表明，其信息傳輸率達到了1Kbp/s。
該實驗偽未來通信網(wǎng)絡提供了重要得技術支撐，以此實驗偽基礎，研究人員可以開展更長距離得量子通信網(wǎng)絡研究，以及實現(xiàn)星地之間，乃至全球化得量子通信網(wǎng)絡。（感謝張曄）
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