量子信息实现500米光纤直接安全传送

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中国科学家独创的量子安全直接通信在实用化进程上再次向前推进了一大步。记者14日从清华大学与南京邮电大学联合实验组获悉,继今年6月宣布在实验室通过量子存储验证量子安全直接通信的理论方案后,他们近日首次在500米光纤中实现量子信息的直接安全传送。

量子通信包括量子密钥分发、量子秘密共享和量子安全直接通信等不同模式。前两者只是利用量子力学原理给信息加密,但加密后的信息还是通过普通通信信道传送并解密,所以一次只能给一条信息加密;而量子安全直接通信,是由清华大学龙桂鲁教授在全世界独立开创的理论体系,可以利用量子力学原理直接安全地传输原始信息。

他们使用一种叫做纠缠的量子现象来实现量子安全直接通信。当纠缠产生之后,两个粒子之间就存在联系,无论它们相隔多远。对一个粒子进行测量,将会立即影响到另外一个粒子的状态。量子安全直接通信就是使用很多对这样的纠缠粒子对,根据其中一个粒子的传输状态来确定是否安全,在安全的情况下再利用另一个粒子直接安全通信。

来自清华大学的张巍及其合作者朱峰、盛宇波和黄翊东在两公里的环形光纤中进行实验,首次在500米范围内实现了量子安全直接通信,且理论分析证明,以当前试验条件,完全可以实现几十公里的量子安全直接通信。盛宇波告诉记者,实验结果很清晰地表明,基于光纤的量子安全直接通信能够实现接近当前商用量子密钥分发的传输率。量子安全直接通信要实现完全商业化,还有许多改进,但这次实验是量子安全直接通信走向实用化迈出的关键性一步。(记者聂翠蓉)