中國建成全球首個星地量子通訊網絡 能抵御目前所有已知攻擊方案

撰文:葉琪
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中國科學技術大學近日宣布,其研究團隊構建世界上首個星地量子通訊網絡,地面跨度達4600公里,並且已成功進行長達兩年多時間的穩定性和安全性測試,在標準化研究以及政務金融電力等不同領域有應用示範。
據介紹,該量子通訊網絡可以抵御目前所有已知的量子黑客攻擊方案,並且可以同時支持1.2萬以上用戶同時使用。

該個量子通訊網絡集成700多條地面光纖量子密鑰分發(QKD)鏈路和兩個星地自由空間高速QKD鏈路,是星地一體的大範圍、多用戶量子密鑰分發,是在量子保密通訊京滬幹線與「墨子號」量子衛星成功對接的基礎上構建而成。

中國構建世界上首個星地量子通訊網絡,地面跨度達4600公里。(中國科學技術大學)

量子保按照通訊信道的不同,量子密鑰分發主要有光纖和自由空間兩種實現方式。光纖QKD技術的信道穩定性較好,不易受到溫度、濕度、天氣等環境因素影響,可以實現基本恆定的安全碼率,在城域城際範圍內可以方便地連接到千家萬戶。至於在超遠距離、移動目標、島嶼和駐外機構等光纖資源受限的場景,則可以通過衛星中轉的自由空間信道連接。將地面光纖和自由空間結合,可以實現大規模、全覆蓋的全球化量子通信網絡。

量子保密通訊京滬幹線總長超過2000公里,覆蓋四省三市共32個節點,是目前世界上最遠距離的基於可信中繼方案的量子安全密鑰分發幹線,於2017年9月底正式開通。建設過程中,研究團隊攻關了高速量子密鑰分發、高速高效率單光子探測、可信中繼傳輸和大規模量子網絡管控監控等系列工程化實現的關鍵技術。建成後,開展長達兩年多的相關技術驗證和應用示範以及大量的穩定性測試、安全性測試及相關標准化研究,通過光子數分離攻擊、致盲攻擊、時移攻擊、波長依賴攻擊和一些潛在的特洛伊木馬攻擊等安全性測試。

目前該量子通訊網絡已經接入包括金融、電力、政務等150多個行業用戶。例如在2019年初,國家電網有限公司基於該網絡,建立跨越2600公裡、從北京總公司至國網新疆電力有限公司的量子密鑰分發信道,實現電力通訊數據加密傳輸,首次從工程上檢驗星地量子通訊開展實際業務的可行性。

(綜合報道)

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