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無需密鑰，即可直接在量子信道中傳輸秘密信息!記者9月22日從上海交通大學獲悉，該校陳險峰團隊和江西師范大學李淵華等人合作，在量子通信網(wǎng)絡(luò)取得重要突破，他們利用量子安全直接通信原理，..實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)中15個用戶之間的安全通信，其傳輸距離達40公里。該研究為未來基于衛(wèi)星的量子通信網(wǎng)絡(luò)和全球量子通信網(wǎng)絡(luò)奠定了基礎(chǔ)。相關(guān)論文發(fā)表在《光科學應(yīng)用》。
量子通信包括量子密鑰分發(fā)、量子秘密共享和量子安全直接通信等模式。量子密鑰分發(fā)和量子秘密共享是在通信雙方共享密碼?，F(xiàn)有的量子通信網(wǎng)絡(luò)主要是基于量子密鑰分發(fā)，用量子的方法在網(wǎng)絡(luò)中分發(fā)安全密鑰。目前還不能在網(wǎng)絡(luò)中直接傳輸安全信息。2000年，清華大學龍桂魯提出了量子安全直接通信，量子安全直接通信的特殊之處在于，不需要密碼就可以完成信息的安全傳輸。2021年《6G研究白皮書》指出，量子安全直接通信具有偵測竊聽的能力，在下一代安全通信方面能夠展現(xiàn)巨大的潛力。
近幾年，量子安全直接通信發(fā)展迅速。2016年，山西大學和清華大學完成..單光子量子安全直接通信實驗;2017年，中國科學技術(shù)大學和南京郵電大學完成了基于糾纏的量子安全直接通信;隨后，清華大學和南京郵電大學完成了500米光纖傳輸距離的量子安全直接通信;2020年，北京量子信息科學研究院和清華大學研制成功首臺具有實用價值的量子安全直接通信樣機，并在中關(guān)村論壇發(fā)布會上發(fā)布。
此次上海交通大學和江西師范大學聯(lián)合團隊基于量子安全直接通信原理，首先在實驗中制備出時間—能量糾纏。隨后利用光纖，在通信網(wǎng)絡(luò)的15個用戶之間的任意兩個分發(fā)糾纏。兩個用戶之間的傳輸距離為40公里。利用和頻產(chǎn)生器實現(xiàn)貝爾態(tài)分析解碼，完成信息的傳輸。實驗結(jié)果表明，其信息傳輸率達到了1Kbp/s。
該實驗為未來通信網(wǎng)絡(luò)提供了重要的技術(shù)支撐，以此實驗為基礎(chǔ)，研究人員可以開展更長距離的量子通信網(wǎng)絡(luò)研究，以及實現(xiàn)星地之間，乃至全球化的量子通信網(wǎng)絡(luò)。(記者張曄)
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