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量子密鑰分發系統安全距離擴展至200公里

  • 發佈時間:2014-11-20 09:29:21  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

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  科技日報訊 (記者吳長鋒)中國科學技術大學潘建偉教授及其同事張強、陳騰雲與中國科學院上海微系統所和清華大學的科研人員合作,將可以抵禦駭客攻擊的遠端量子密鑰分發系統的安全距離擴展至200公里,創下新的世界紀錄。近日出版的國際權威物理學期刊《物理評論快報》發表了這一重要成果。

  量子密鑰分發為安全資訊加密提供了一個理論上絕對安全的解決方案。然而,現實系統的器件不滿足理論假設的缺陷,會引入各種安全漏洞,從而導致駭客攻擊,特別是“時間位移攻擊”“死時間攻擊”和“強光致盲攻擊”等針對探測系統的攻擊,成為“量子駭客”的主要攻擊點。2013年,潘建偉小組和加拿大一研究組分別在國際上首次實驗實現了測量器件無關的量子密鑰分發,完美解決了所有針對探測系統的攻擊,被美國物理學會《物理》雜誌評選為2013年度國際物理學領域的十一項重大進展。然而這些前期實驗結果的傳輸距離僅為50公里左右,嚴重限制了該技術在實用化廣域量子通信網路中的應用。測量器件無關的量子密鑰分發到底能夠走多遠,成為了量子通信研究領域中的一個重要課題。

  潘建偉小組通過發展高速獨立鐳射干涉技術,結合中科院上海微系統所自主研發的高效率、低噪聲超導奈米線單光子探測器,將該協議的安全距離突破至200公里,並將成碼率提高了3個數量級。該工作被《物理評論快報》審稿人評論為“實用量子密鑰分發的重要里程碑”和“物理和技術上的重大進展”,並被《物理評論快報》選為“編輯推薦”論文。

  為進一步驗證現場光纖情況下的系統性能,潘建偉小組還選取了合肥市量子通信網的3個節點進行了外場實驗。

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