离量子直接通信电话还有多远?
科技日报记者 史诗。离量 从狼烟烽火到飞鸽传信,直接再到今天的通信电子通信,人类借助科技的电话多远力量使通信越来越远。去年,离量北京量子信息科学研究所、直接清华大学龙桂鲁教授团队与陆建华教授团队合作,通信设计实现了一种新的电话多远量子直接通信系统,将通信距离刷新到100公里光纤,离量创下世界纪录。直接 近日,通信龙桂鲁团队将100公里光纤中的电话多远量子直接通信速率提高到每秒5000比特,并准备从实验室到真实环境进行测试。离量他预计,直接在未来三到五年内,通信量子直接通信可能会应用于特殊场合,让人们实现接听“量子直接通信电话”的梦想。 如何打“量子直接通信电话”? 这种“量子直接通信电话”是由量子直接通信进行的音频通信。“量子直接通信是以光量子态作为信息载体的量子通信形式。窃听会改变量子态,因此可以发现量子直接通信可以通过感知窃听的能力来确保信息的安全。龙桂鲁告诉《科技日报》,量子保密和经典保密的原则是不同的,两者相互补充。 一般情况下,经典通信只保证信息的可靠传输,不负责通信的安全。此时,密码学派上用场,利用数学变换打乱要传输的信息,使窃听者无法理解,从而保证通信的安全。龙桂鲁进一步解释说:“在可靠通信的基础上,量子直接通信进一步赋予了安全特性,在噪声和窃听通道下形成了可靠和安全通信的新模式。也就是说,量子直接通信不仅要可靠地传输信息,还要使窃听者无法获得信息,以确保信息的安全。”。 据龙桂鲁介绍,去年100公里的量子直接通信可以每秒传输半个比特,这意味着量子直接通信可以用于城市之间发送电报。“现在我们进一步采用单向传输和掩膜增容技术,将速度提高到每秒5000比特,这意味着我们可以在城市之间打‘量子直接通信电话’。龙桂鲁说。 拿起电话,拨号,接收方拿起电话,双方都可以打电话。“量子直接通信电话”似乎与传统的座机电话没有什么不同。龙桂鲁解释说:“与经典的座机电话不同,一旦有窃听,‘量子直接通信电话’就会感知并发出警报,维修人员可以检查和消除窃听。“量子直接通信电话”也可以转换为其他安全模式,如路线或经典一次一密等,继续通话。”。 量子互联网是如何形成的。 “量子直接通信电话的大规模应用需要建立网络。龙桂鲁透露,未来量子中继可以用来建立量子互联网。 然而,经典密码和经典中继可以用来构建安全中继量子网络。安全中继是指经典密码保护下的经典中继,将量子直接通信与经典密码相结合,用量子直接通信传输经典密码加密的密文,使信息受到经典密码保护;在通信链路中,信息受到量子保护,为网络提供端对端安全。 龙桂鲁说,这个过程是用经典密码将信息加密成密文,用量子直接通信传输约100公里。在一个叫做“中继”的地方,将密文从量子信号转换为经典信号,然后转换为量子信号,用量子直接通信接力传输。 “如果用传输文件来比喻,经典加密就是用暗号写信。龙桂鲁说,量子直接通信就像一辆带封闭车厢的邮车,经典中继是信件中转站。用封闭邮车发送暗号写的文件,然后在中转站转移到下一辆邮车。“在交接过程中,人们只看到暗号,而不是文件本身。只有最终接收人才能理解代表暗号的文件内容。”他说。 龙桂鲁等研究人员在实验室初步建立了量子直接通信网络,从“一对一”通信发展到多人“群聊”。未来可以利用经典的安全中继网络技术,建设安全中继量子网络,确保端对端安全,支持多种应用。 “在未来,我们应该让技术走出实验室,在实际的光纤网络中进行测试和试用,不断优化和改进技术。龙桂鲁说。
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