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量子通信:
量子通信技术是量子力学与传统信息科学结合的产物,目前,主要利用光在微观世界中的量子特性,通过单个光子或纠缠光子传输“0”和“1”的数字信息来实现信息的高速传递,从理论上说可以传输超大容量的信息,且能够用于开发用经典手段无法破译的密码。由于光子在传输过程中会发生衰减,在实际应用中实现远距离的光纤量子保密通信难度很大,目前量子密码在光纤中的最大传输距离只有200公里左右。不过,最新的研究表明,利用通信卫星和自由空间纠缠光子分发,很有希望实现更远距离乃至全球化的量子通信网络。
量子保密通信技术基于量子力学原理,能确保两地之间密钥分配的绝对安全性,从而保证通信的绝对安全。量子信号在商用光纤上传输的不稳定性是量子保密通信技术实用化的主要技术障碍;而量子信号的绝对安全的路由问题则是实现量子通信网络的主要难题。因此,从根本上解决光纤传输的稳定性问题和光纤网络的量子路由问题一直是国际学术界的两大研究热点和难题。中国科学家目前在此领域已经成功实现商业应用,领先世界。
科技人物:
郭光灿院士
郭光灿教授,1942年生于福建惠安。1965年毕业于中国科学技术大学无线电电子学系并留校任教。现任中国科学技术大学教授、中国科学院量子信息重点实验室主任。2003年当选中国科学院院士。
郭光灿是中科院方向性项目首席专家,国家科技部973项目“量子通信和量子信息技术”的首席科学家。主要从事量子光学、量子密码、量子通信和量子计算的理论和实验研究。
郭光灿院士提出概率量子克隆原理, 推导出最大克隆效率,在实验上研制成功概率量子克隆机和普适量子克隆机。发现在环境作用下不会消相干的"相干保持态",提出量子避错编码原理,被实验证实。提出一种新型可望实用的量子处理器,被实验证实。在实验上实现远距离的量子密钥传输,建立基于量子密码的保密通信系统,并提出"信道加密"的新方案,有其独特的安全保密优点。在实验上验证了K-S理论,有力地支持了量子力学理论。发现奇偶相干态的奇异特性等。
两项原创性的应用基础研究成果:“概率量子克隆”和“量子避错编码”。前者为解决量子信息领域的难题即信息提取问题提供了有效方法,被国际学术界称为 “段-郭概率量子克隆机”“段-郭界限”,同时在实验上研制成功量子克隆机,被认为是“该领域最激动人心的进展之一”;后一成果为克服量子信息技术实际应 用的主要障碍即消相干问题提供新的方法,成为学术界公认的三种不同原理编码之一,并被美国若干著名实验室在实验上所证实。
完成14.8公里光纤量子密钥的实验,在3.2公里的中科大东西校区之间通过地下光缆建立了国内第一条基于量子密码的保密通信线路,为量子通信走向实用迈出可喜的一步。
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