济南量子技术研究院院长助理周飞博士向记者介绍济南党政机关量子通信专网。
那么为什么说量子通信具有绝对安全性?济南的量子通信发展如何,具有何种地位?量子通信产业发展又有怎样的规划呢?
文/片 本报记者 修从涛
量子不可克隆
通信绝对安全
被称为下一个科技拐点的量子技术,是目前已知的最安全的通信技术。如何保障在传输过程中不被窃听或截取呢?济南量子技术研究院院长助理周飞博士说,在物理学中常用到量子的概念,是指一个不可分割的基本个体,它不同于分子、原子。“量子是能量的最小、不可分割的单元,它的核心在于‘最小不可分割’,每一个不可分割的量子可以看作一个单量子态。”
单量子态有什么特性呢?周飞介绍,其最大的特点是具有测量不准和不可克隆的性质。量子的不可精确测量也就意味着无法精确克隆,这就保证了只要有人试图复制,就会发生误码,就能被发现。这也使得用量子态通信在传输过程中具有了绝对安全性。
周飞举例,山东省检察院是量子通信的用户,对一些贪腐案件调查信息沟通时,通过打量子加密电话,就可以保证信息的安全性,不会存在信息泄露或窃听。此外,还有一些银行系统,在客户的征信信息、个人用户信息的传输上也会通过量子,确保信息不被窃取。
量子通信专网
拟8月底投用
这样的量子通信试验网络早已经在济南建成。由济南量子技术研究院组织承建的济南量子通信试验网,总体建设工程已于2014年初全部竣工验收。据悉,济南量子通信试验网覆盖了济南市区70平方公里的范围,这是我国第一个以承载实际应用为目标的大型量子通信网,也是世界上已知的规模最大、功能最全的量子通信试验网。
截至今年年初,济南量子通信试验网内已经进行了51000多次信息传输,这里面包括保密电话、传真和文件传输,业务成功率在99%以上,仅电话一项,就比目前的通信标准要求的成功率还高出了十多个百分点。
日前,首个商用量子通信专网——济南党政机关量子通信专网完成测试,其保密性、安全性以及成码率的测试,均达到了设计目标。整套网络预计今年8月底正式投入使用。
据了解,济南党政机关量子通信专网,从今年5月开始测试以来,对所有用户分别进行了五十多个项目的测试,所有用户之间的通信实现了每秒4000多个密码的保密措施。这也是继济南量子通信试验网之后,世界上第一个真正商用化的量子通信专网。
未来济南将为
量子通信做国标
除了保密通信,济南量子通信试验网还有什么作用呢?
据悉,济南量子通信试验网为量子通信提供了完整的仿真环境,对大规模应用中可能遇到的关键问题进行科研攻关。未来,这样的量子通信网的网络结构、布局方式、软件、硬件等可以被当作模板,复制到国内外的城市,实现产业化,有很大的商业运用前景。
“济南量子通信试验网作为世界上规模最大、功能最全的量子通信城域网,有望成为国家级的量子通信网络基础设施共享服务平台和科学研究平台。”周飞说,目前量子通信是新事物,还没有国家标准、国际标准,未来济南可为量子通信做国家标准、国际标准。
济南量子通信有了科研平台,未来就能进行部分量子技术核心光电器件研发和产品生产。“量子是很微弱的最小的信号,这些关键技术能让观测信号的设备更灵敏,或者使成像更清晰,比如量子探测器、量子雷达等。”周飞说,量子技术能使精密仪器、显像技术、芯片技术都得到新的发展。
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量子保密通信“京沪干线” 济南是重要组成部分
济南量子通信试验网也是我国量子保密通信“京沪干线”的重要组成部分。据悉,量子保密通信“京沪干线”从北京出发,途经济南、合肥,到达上海,全长2000多公里,是广域光纤量子通信网络,济南量子通信试验网接入其中。
周飞介绍,京沪干线实际是为信息的安全保密传输做基础设施的,这就像电力系统的基站。济南量子通信试验网是京沪量子干线上的城域接入网,是非常关键的局域点。“济南作为一个分支,做的是城市内部的保密基站,这种通信落地是难度最大的。”周飞说,有了这个基站,济南跟京沪线上其他城市通信时,可以实现绝对安全的保密。
去年8月16日,我国成功发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”,率先在国际上实现高速星地量子通信。这也连接地面光纤量子通信网络,构建一个天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。
周飞介绍,“京沪干线”量子通信骨干网络就相当于铺设在地面上的一张“网”,量子科学实验卫星就是把这张网架设起来的骨架。量子卫星织就的纵横寰宇的量子通信之“网”,能够确保整个空间内海量信息在其中无障碍地自由流动,并且完全不用担心安全问题。
去年11月,我国科学家再创量子保密通信新纪录,在全球首次实现超过400公里抗黑客攻击量子密钥分发,合作单位中就包括济南量子技术研究院。这项纪录将极大推动兼顾安全和实用的远距离光纤量子通信的发展。
本报记者 修从涛
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