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量子密码网络覆盖中国4600公里

量子光
量子光:2000 :: km的光纤网络可以在中国四个城市之间进行量子密钥加密。 (礼貌:iStock / 更多Pixels)

一个网络 量子密钥分配 (QKD)已经在中国建成了数千公里。它连接了中国东部城市中的四个量子都市圈网络(QMAN),该地区位于中国的遥远西部。该系统包括上海市,合肥市,济南市和北京市之间的2000公里光纤链路以及两个天文台之间2600公里的卫星链路-一个位于北京以东,另一个距离中国与哈萨克斯坦的边界仅数百公里。

该网络是由 潘建伟 在合肥的中国科学技术大学,以及学术界和工业界的同事。

QKD使用量子力学的原理允许双方共享秘密密码密钥。 QKD的一个关键功能是,当共享密钥时,两方可以告诉窃听者是否已拦截了密钥。一旦建立了密钥的保密性,就可以使用常规电信网络将其用于交换加密消息。

光子的量子态

在标准的QKD实现中,信息以光子的量子状态编码-在两方之间交换。使用光子是因为光子在其量子信息丢失之前可以在光纤中传播数百公里。光子还可以在地面站和卫星之间传送量子信息,从而可以在相距数千公里的位置之间执行QKD。

中国网络为大约150个用户提供服务,包括700多个光纤链路和两个高速卫星对地面自由空间链路-所有这些都支持QKD传输。光纤链路由能够转发量子信息的32个“可信中继节点”支持。各个QMANS包含受信任的中继节点以及用户节点和光开关。济南QMAN是最大的QMAN,包含50个用户节点,支持95个用户。

网络的卫星部分利用 米丘斯 量子通信卫星由中国于2016年发射。仅一年后,米丘斯就被用来在北京和维也纳之间建立QKD连接,两者之间相距7400公里。

为了确保大量用户可以访问网络,其体系结构涉及五个不同的层。这些是量子物理层;量子逻辑层经典物理层;经典逻辑层;和一个应用层。

根据中国科学技术大学的说法,Pan及其同事将与奥地利,意大利,俄罗斯和加拿大的合作伙伴合作,进一步扩大网络。该小组还为QKD开发低成本的卫星和地面站。

网络描述于 性质.

版权©IOP 出版 Ltd和个人贡献者的2021年