量子密钥分发技术让“器件无关量子网络”成现实

咱们中国在搞量子科技这一块最近又有了大动作,咱们离拥有真正的量子网络可能已经不远了。记者打听到,中国科学技术大学潘建伟院士的团队在这方面下了大功夫,他们搞出了一种全新的办法,就是把好多个小模块连在一起用,这就好比给量子信号修了条高速公路。这次他们不但把这个基本模块给建起来了,还直接利用这个技术,把之前只能在几百米范围内用的那种叫“器件无关量子密钥分发”的东西给拉长了不少。听说是把距离一下子干到了百公里以上。这些成果他们分别在3号和6号的时候,在《自然》和《科学》这两个国际顶刊上都给发出来了。简单来说,他们就是通过光纤把两个原子或者离子连在了一起,搞出了确定性的纠缠关系,这也就是所谓的器件无关量子密钥分发。 量子信息科学其实就是想把物质世界给看个明白、用个舒服、算个痛快。搞这个得靠三样东西:一个是高精度的感知,一个是安全高效的传输,还有一个是指数级加速的处理。这三样东西要想连成一张网用,有个大难题摆在面前:信号在光纤里跑的过程中损耗太厉害,这就好比电话线断了接不上。为了对付这个问题,科学家们想了个招叫“量子中继”,就是在信号的路上每隔一段就设个中转站,在相邻的两个点之间先产生纠缠关系,再把这些段段的关系连起来,这样就能让千里之外的两个点连上了。 科研团队为了让这个连接更稳当,先在国际上首次弄出了寿命特别长的纠缠状态。这样一来,在纠缠还没消失的这段时间里,他们就能确保旁边的纠缠关系也能有效产生。靠着这种办法,他们就成功地搭建了一个可扩展的量子中继基本模块。有了这个模块以后,远距离的量子网络就成了现实可能。 除了搞通了这个中继技术外,团队在“器件无关量子密钥分发”这块也有新进展。量子密钥分发本来就是通信安全的核心保障,而“器件无关”的好处是特别明显的——哪怕那台量子设备本身完全不靠谱、有问题或者坏了也没事,用它生成的密钥照样是安全的。以前这技术最多也就传几百米远;现在咱们依托中继技术的突破,实现了原子节点之间的远距离高保真纠缠。就在这个基础上,咱们团队硬是把器件无关量子密钥分发的传输距离给突破到了百公里开外。 这两项技术突破不仅进一步巩固了咱们国家在量子科技领域的领先地位;也为以后咱们要造的那个“量子互联网”打下了坚实的基础。