我國首顆“量子實驗通信衛(wèi)星”有望近期發(fā)射,如果成功發(fā)射,中國將成為全球第一個實現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間量子通信的國家,加上今年下半年建成的地面光纖量子通信網(wǎng)絡(luò),國內(nèi)將初步建成廣域量子通信體系。目前不論是在量子通信科研領(lǐng)域還是應(yīng)用領(lǐng)域,我國都處于世界領(lǐng)先地位,量子通信正成為繼高鐵和核電之后中國在世界先進工業(yè)領(lǐng)域的另一張名片。
基礎(chǔ)研究成果豐碩 我國量子通信技術(shù)世界領(lǐng)先
在潘建偉院士和郭光燦等國際頂級量子通信專家的帶領(lǐng)下,我國在量子通信領(lǐng)域已經(jīng)位于世界領(lǐng)先地位。隨著即將到來的量子衛(wèi)星升空和下半年“京滬干線”的完工,中國的廣域量子通信體系為率先建成全球化的量子通信衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)奠定了基礎(chǔ),實現(xiàn)全球范圍內(nèi)衛(wèi)星和地面之間的首次量子通信。一個“天地一體化”的量子通信網(wǎng)絡(luò)將初步形成,這意味著自上世紀80年代起,至今歷經(jīng)30多年的量子信息研究,終于走向?qū)嵱谩?/p>
>> 量子衛(wèi)星
中科院量子科學(xué)實驗衛(wèi)星將于近期發(fā)射,這既是中國首個、更是世界首個量子衛(wèi)星,發(fā)射成功后將可以實現(xiàn)全球化的量子保密通信。量子衛(wèi)星的發(fā)射只是一個開始,未來還將建設(shè)以4個量子通信地面站和1個空間量子隱形傳態(tài)實驗站為核心的空間量子科學(xué)實驗系統(tǒng)。
量子衛(wèi)星發(fā)射后預(yù)計完成三大任務(wù):衛(wèi)星和地面絕對安全量子密鑰分發(fā)、驗證空間貝爾不等式和實現(xiàn)地面與衛(wèi)星之間隱形傳態(tài)。
據(jù)了解,我國還將陸續(xù)發(fā)射多顆量子衛(wèi)星,力爭在2030年前后率先建成全球化的廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)。
>> “京滬干線”
在6月1日陳嘉庚青年科學(xué)獎頒獎會上,量子保密通信“京滬干線”項目工程總師、中科大教授陳宇翱向媒體透露,該項目將于2016年年底正式交付使用。
陳宇翱表示“目前工程已經(jīng)完成了四分之三。量子京滬干線全長2000余公里,目前已經(jīng)完成了約1500公里,而剩下的500公里預(yù)計也將于下個月打通?!?/p>
“京滬干線”是世界第一條量子通信保密干線,傳輸距離達2000多公里,途經(jīng)北京、濟南、合肥、上海等多個城市,可應(yīng)用于金融、政務(wù)等重要信息的保密傳輸。
>> 量子技術(shù)
在日前舉辦的“光纖通信50年高峰論壇”上,上海交通大學(xué)教授王壽泰透露,最近,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、張軍等和英國牛津大學(xué)的同事合作,實驗實現(xiàn)了68Gbps的高速量子隨機數(shù)發(fā)生器,和此前的最快速率相比提高了一個數(shù)量級。相關(guān)論文發(fā)表于儀器領(lǐng)域權(quán)威期刊《科學(xué)儀器評論》。
中科院還發(fā)展出了“非摧毀性的測量技術(shù)”。中國研究人員成功制備了國際上最高亮度的自旋-軌道角動量超糾纏源、高效率的軌道角動量測量器件,突破了以往國際上只能操縱兩光子軌道角動量的局限,搭建了6光子11量子比特的自旋-軌道角動量糾纏實驗平臺,從而首次讓一個光子的“自旋”和“軌道角動量”兩項信息能同時傳送。
除此之外,中國科技大學(xué)潘建偉、陸朝陽等與華盛頓大學(xué)許曉棟、中國香港大學(xué)姚望合作,在國際上首次在類石墨烯單原子層半導(dǎo)體材料中發(fā)現(xiàn)非經(jīng)典單光子發(fā)射,連接了量子光學(xué)和二維材料這兩個重要領(lǐng)域,打開了一條通往新型光量子器件的道路。該工作于2015年5月5日在線發(fā)表在《自然·納米技術(shù)》上。同期的“新聞視角”欄目撰文評論該工作“開辟了一個新的研究領(lǐng)域”。
量子通信元年到來 三維度掘金相關(guān)機會
今年是公認的量子通信產(chǎn)業(yè)化元年,隨著即將到來的量子衛(wèi)星升空和下半年“京滬干線”的完工,一個“天地一體化”的量子通信網(wǎng)絡(luò)將初步形成,未來量子通信的技術(shù)進步速度將提高。在量子存儲和量子中繼技術(shù)得以突破后,將進一步延伸量子信道傳輸距離,量子通信有望逐步商用化。
據(jù)長江證券分析師表示,展望未來,量子通信產(chǎn)業(yè)的投資機會大概率會有望出現(xiàn)在三大領(lǐng)域,分別為量子通信光器件、量子通信基礎(chǔ)建設(shè)和系統(tǒng)服務(wù)、信息安全應(yīng)用。
《2016-2020年中國量子通信行業(yè)深度調(diào)研及投資前景預(yù)測報告》中指出,量子通信在軍事、國防、金融等信息安全領(lǐng)域有著重大的應(yīng)用價值和前景,不僅可用于軍事、國防等領(lǐng)域的國家級保密通信,還可用于涉及秘密數(shù)據(jù)和票據(jù)的電信、證券、保險、銀行、工商、地稅、財政以及企業(yè)云存儲、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域和部門,而技術(shù)又相對成熟,未來市場容量極大。