上海交大世界首個海水量子通信實驗成功
2017-08-30 09:31:30 作者： 劉霞 評論： 字體大小 T T T 近日，上海世界首上海交通大學金賢敏團隊成功進行了首個海水量子通信實驗，海水觀察到了光子極化量子態和量子糾纏可在海水中保持量子特性，量通在國際上首次通過實驗驗證了水下量子通信的信實可行性，向未來建立水下及空海一體量子通信網絡邁出重要一步。驗成
資料圖：科研人員在實驗室超冷原子平臺工作
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科技日報訊 ：近日，上海世界首上海交通大學金賢敏團隊成功進行了首個海水量子通信實驗，海水觀察到了光子極化量子態和量子糾纏可在海水中保持量子特性，量通在國際上首次通過實驗驗證了水下量子通信的信實可行性，向未來建立水下及空海一體量子通信網絡邁出重要一步。驗成該成果發表在最新一期的上海世界首《光學快報》雜志上，并被列為編輯推薦。海水
目前，量通基于光纖和自由空間大氣信道的信實量子通信已被證明可行。那么，驗成海洋能否用作量子信道呢？金賢敏對科技日報記者解釋，盡管相比光纖和大氣，海水中懸浮物和鹽度等對光子導致的散射和損耗效應要大得多，但其實，海水也有一個光子傳輸時損耗較低的藍綠窗口，且其能被商用單光子探測器探測到。因此，基于海水的量子通信理論上是可行的。“而且，缺少了海洋，全球化的量子通信網是不完整的。”
在最新實驗中，他們選擇光子的極化作為信息編碼的載體，并通過模擬證明，在非常大的損耗和散射下，極化編碼的光子只會丟失，而不會發生量子比特翻轉。也就是說，即使經歷了海水巨大的信道損耗，只要有少量單光子存活下來，仍可被用于建立安全密鑰。
目前的結果顯示，水下量子通信可達數百米，雖然信道較短，但能對水下百米量級的潛艇和傳感網絡節點等進行保密通信，即使是從水下幾米深的地方對衛星和飛行器進行保密通信，也比之前認為海水是“禁區”更進了一步，因此，能在軍事等領域“大顯身手”。
金賢敏指出，雖然目前只是朝水下量子通信邁出了第一步，離實用化的水下、空海一體量子通信連線和網絡還有一段距離，但“最新研究證明，實現量子通信技術的上天、入地、下海的未來圖景可期”。
