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清華、中科大研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)絕對(duì)安全距離大于100公里的量子保密通信


  本報(bào)訊 由清華大學(xué)、中國(guó)科技大學(xué)等單位組成的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)最近在遠(yuǎn)距離量子通信研究上取得重大突破。采用誘騙信號(hào)方法,在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)了以弱激光為光源、絕對(duì)安全距離大于100公里的量子密鑰分發(fā)。這是我國(guó)科學(xué)家繼五光子糾纏態(tài)制備與操縱、自由空間量子糾纏分發(fā)以及復(fù)合體系量子態(tài)隱形傳輸?shù)戎匾芯砍晒笤诹孔油ㄐ艑?shí)驗(yàn)領(lǐng)域取得的又一國(guó)際領(lǐng)先的研究成果。
  由于量子加密術(shù)可以提供一種原理上絕對(duì)安全的通信手段,遠(yuǎn)距離量子保密通信在國(guó)防上具有重大應(yīng)用價(jià)值。上世紀(jì)90年代以來(lái),國(guó)內(nèi)外眾多研究小組開(kāi)始致力于利用弱激光光源進(jìn)行量子密鑰分發(fā)的實(shí)驗(yàn)研究。目前,在弱激光光源條件上,已有多個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)道了超過(guò)100公里的量子密鑰分發(fā)。但是,由于存在光子數(shù)分離攻擊,即使在最理想的條件下,所有這些實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)的最大安全距離都無(wú)法超過(guò)20公里。因而,以往所謂遠(yuǎn)距離量子密鑰分發(fā)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果原則上都有安全漏洞。2003年,韓國(guó)學(xué)者黃元英提出了誘騙信號(hào)方法,用以解決光子數(shù)分離攻擊問(wèn)題。次年,中國(guó)科學(xué)家王向斌(現(xiàn)任我校物理系教授)以及加拿大羅開(kāi)廣研究小組對(duì)誘騙信號(hào)理論做出重要的改進(jìn)與發(fā)展,使該方法能夠立即適用于現(xiàn)有成熟技術(shù),特別是可以用弱激光光源做遠(yuǎn)距離量子密鑰分發(fā)并獲得絕對(duì)安全的通信密碼。
  2005年初,由潘建偉、王向斌、楊濤、彭承志和馬懷新等人組成的聯(lián)合研究小組開(kāi)始利用誘騙信號(hào)方法進(jìn)行遠(yuǎn)距離量子密鑰分發(fā)的研究。經(jīng)過(guò)近兩年的聯(lián)合攻關(guān),2006年夏,他們?cè)趪?guó)際上率先取得并宣布距離大于100公里的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。隨后,美國(guó)洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、歐洲慕尼黑大學(xué)-維也納大學(xué)聯(lián)合研究小組也相繼獨(dú)立獲得了采用誘騙信號(hào)方法進(jìn)行量子密鑰分發(fā)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果已同時(shí)發(fā)表在今年1月5日出版的物理學(xué)重要國(guó)際期刊———《物理評(píng)論快報(bào)》上。我校物理系彭承志博士是清華、中國(guó)科技大學(xué)聯(lián)合研究組論文的第一作者。