新安晚報(bào) 安徽網(wǎng) 大皖客戶端訊  近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)再次公布了首次洲際量子通信的更多技術(shù)細(xì)節(jié)。通過(guò)“墨子號(hào)”的中繼，相距7600公里的中國(guó)和奧地利完成量子保密通信。該成果標(biāo)志著“墨子號(hào)”已具備實(shí)現(xiàn)洲際量子保密通信的能力，為未來(lái)構(gòu)建全球化量子通信網(wǎng)絡(luò)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

一次一密圖片數(shù)據(jù)加密傳輸示意圖

2016年8月，世界首顆量子通信實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”被送上500公里高的近地軌道。2017年，潘建偉團(tuán)隊(duì)宣布“墨子號(hào)”在一年時(shí)間內(nèi)圓滿完成三大科學(xué)目標(biāo)：在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)千公里級(jí)星地雙向量子糾纏分發(fā)和量子力學(xué)非定域性檢驗(yàn)、星地高速量子密鑰的分發(fā)和地星量子隱形傳態(tài)。

洲際量子保密通信網(wǎng)絡(luò)示意圖

基于衛(wèi)星平臺(tái)的量子通信是構(gòu)建覆蓋全球量子通信網(wǎng)絡(luò)最為可行的手段。2011年底，中國(guó)科學(xué)院與奧地利科學(xué)院在北京簽署了“洲際量子通信”合作協(xié)議，計(jì)劃利用“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星在中國(guó)和奧地利之間實(shí)現(xiàn)洲際量子密鑰分發(fā)。此后，中奧聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在奧方地面站的技術(shù)指標(biāo)、接口要求、方案設(shè)計(jì)、光學(xué)測(cè)試等方面開(kāi)展密切合作。2016年4月到5月，中方團(tuán)隊(duì)攜帶衛(wèi)星有效載荷模擬器赴奧地利格拉茨地面站，進(jìn)行聯(lián)調(diào)聯(lián)試工作，為實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展做好了充分準(zhǔn)備。2016年8月“墨子號(hào)”上天后，與“墨子號(hào)”進(jìn)行合作實(shí)驗(yàn)的5個(gè)國(guó)內(nèi)地面站也相繼落成，分別位于河北興隆、新疆南山、青海德令哈、云南麗江和西藏阿里。“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星完成既定科學(xué)目標(biāo)后，中奧聯(lián)合團(tuán)隊(duì)隨即開(kāi)展洲際量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)。

此次，中國(guó)科大潘建偉教授及其同事彭承志等組成的研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合相關(guān)機(jī)構(gòu)，與奧地利科學(xué)院Anton Zeilinger研究組合作，利用“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，在中國(guó)和奧地利之間首次實(shí)現(xiàn)距離達(dá)7600公里的洲際量子密鑰分發(fā)，并利用共享密鑰實(shí)現(xiàn)加密數(shù)據(jù)傳輸和視頻通信。

在這次實(shí)驗(yàn)中，“墨子號(hào)”分別與河北興隆、奧地利格拉茨地面站進(jìn)行了星地量子密鑰分發(fā)，通過(guò)指令控制衛(wèi)星作為中繼，建立了興隆地面站與格拉茨地面站之間的共享密鑰，實(shí)驗(yàn)中獲取共享密鑰量約800kbits?；诠蚕砻荑€，采用一次一密的加密方式，中奧聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在北京到維也納之間演示了圖片加密傳輸。北京向維也納發(fā)送了“墨子”的照片，維也納向北京發(fā)送了薛定諤的照片，并使用一段量子密鑰進(jìn)行一次性加密。

結(jié)合高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)AES-128協(xié)議，每秒更新一次種子密鑰，中奧聯(lián)合團(tuán)隊(duì)建立了一套北京到維也納的加密視頻通信系統(tǒng)，并利用該系統(tǒng)成功舉行了75分鐘的中國(guó)科學(xué)院和奧地利科學(xué)院洲際量子保密視頻會(huì)議。

“墨子號(hào)”衛(wèi)星與不同國(guó)家和地區(qū)的地面站之間實(shí)現(xiàn)成功對(duì)接，表明了通過(guò)“墨子號(hào)”衛(wèi)星與全球范圍任意地點(diǎn)進(jìn)行量子通信的可行性與普適性，并為形成衛(wèi)星量子通信國(guó)際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)奠定了基礎(chǔ)?！　⌒掳餐韴?bào) 安徽網(wǎng) 大皖客戶端記者 陳牧