半月国内科技要闻

中科大建成世界上首个光量子电话网（图） 中国科学技术大学潘建伟研究小组在实用化量子通信方面取得了重大进展,在合肥建成世界上首个光量子电话网：通过商业光纤网络．多个用户之间可以通过真正安全、不怕任何窃听的量子电话来进行通信。这标志着绝对安全的量子通信由实验室走进了日常生活．真正实现了“量子电话呼叫”。     

合肥建成世界首个光量子电话网

不久前，中国科学技术大学潘建伟研究小组在安徽合肥建成世界首个光量子电话网。多个用户之间可以通过真正安全、不怕任何窃听的量子电话来进行通信，其绝对安全通信距离达200千米。这标志着量子通信由实验室走进日常生活。     

量子安全直接通信?

"墨子"号量子科学实验卫星的发射,进一步吸引了人们对量子通信的关注.自1984年IBM的Bennett和加拿大蒙特利尔大学的Brassard提出第一个量子密钥随机分配协议以来,量子通信能否进行机密信息的安全直接传输一直是困扰量子通信界的一个难题.2000年,清华大学龙桂鲁等萌芽了量子安全直接通信的初步思想,随后的几年,我们建立了量子安全直接通信的完整理论,创建了4个判据,构造了2个最早期完整的量子安全直接通信代表性方案,为量子安全直接通信方案设计及其应用提供了物理原理依据,吸引了众多学者的关注与投入,促进了这一领域的发展.本文首先以第一个量子秘钥随机分配协议为例介绍量子通信如何为经典保密通信服务;随后,以最早期完整的2个量子安全直接通信方案为基础,阐述了为什么可以进行量子安全直接通信,并介绍量子安全直接通信的物理原理.     

量子安全直接通信

量子通信利用量子力学原理进行信息传输和处理,具有高安全、高容量等优点.量子安全直接通信在量子信道中直接传输秘密信息,是一种新式的量子通信模式.自2000年提出以来,量子安全直接通信得到了迅速的发展.该文综述量子安全直接通信的基本原理,描述几个典型的量子安全直接通信协议.最后介绍量子安全直接通信的最新发展动态,展望量子安全直接通信的未来.     

喜迎量子时代

作为我国量子通信与量子信息技术首席科学家单位的中国科技大学．继今年5月先后在合肥建成世界上首个光量子电话网和在芜湖建成世界首个“量子政务网”后．近日又在合肥建成世界上首个全通型量子通信网络，首次实现了实时语音量子保密通信。据专家介绍，该成果不仅首次全面展示并检验了量子通信系统组网和扩展的能力．将量子通信实用化和产业化进程向前推进了一大步，而且可应用于国防安全、银行、重要基础设施、互联网通信、商务等，对提升我国信息安全水平具有重大的战略意义。     

中国科大在合肥建成世界上首个光量子电话网

日前，中国科学技术大学潘建伟研究小组在实用化量子通信方面取得了重大进展，在合肥建成世界上首个光量子电话网，这标志着绝对安全的量子通信由实验室走进了日常生活。     

自由空间量子通信实验研究与进展

量子通信的安全性是基于Heisenberg测不准原理、单光子不可分割性和量子不可克隆定理，它遵从物理规律，是绝对安全的.近年来量子通信技术的迅速发展加快了量子通信的实用化进程.文中综述自由空间量子通信实验研究进展，简要介绍几种量子编码协议、不同类型单光子源的量子通信实验，说明全球量子通信的实现可能存在的问题与技术挑战，展望了自由空间量子通信的未来.     

联合噪声下确定的安全量子通信

提出了两个抗联合噪声的确定的安全量子通信方案. 一个用于在联合转动噪声下进行安全的量子通信, 另一个用于在联合退相位噪声下进行安全的量子通信. 量子通信的双方利用他们的子系统之间的量子关联有效地完成窃听检测. 为了在联合噪声下进行安全的量子通信, 发送方需要制备一串三光子纠缠态, 但通信双方仅需要采用单光子测量获得信息, 而不是Bell态测量. 这一特点使得我们的方案在实际应用中更方便.     

基于量子直传协议的安全即时通信系统模型设计

量子密码通信是目前公认的唯一的绝对安全的通信方式,任何获取量子信息的操作都会因破坏量子态而被通信双方发现,从而根本上杜绝了信道窃听的存在.研究了量子直传乒乓协议的工作原理和安全特性,提出了基于P2P网络技术和量子直传乒乓协议的安全即时通信系统模型,该模型可以在保证准安全的前提下,允许通过量子信道直接传送明文.     

中科大创世界第一 量子密码确保网络安全

国际上第一个量子密码网络系统近日在京测试运行。记者从中国科技大学获悉，由郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室，利用自主创新的量子路由器，在北京网通公司商用通信网络上率先完成四用户量子密码通信网络的测试运行，确保了网络通信的安全。     

基于时分复用的量子网络编码

量子网络编码用于解决量子网络中的拥塞问题,可以有效地提高量子网络的传输效率和总吞吐量.本文提出了一种时分复用量子网络编码方法,在蝶形网络上可交叉传输两个任意单量子比特态.为了解决拥塞问题,一个具有偏振和时隙自由度的单光子作为桥梁,以可预报的方式使瓶颈信道两端的中间节点的两对量子存储器产生纠缠.最后,基于量子隐形传态和所生成的可预报双纠缠信道,可实现蝶形网络上量子2对单播通信.考虑不诚实中间节点,进而提出了一种安全增强的量子2对单播通信协议,分析了协议的安全性和性能.结果表明,改进后的协议对不诚实中间节点实施的一般纠缠测量攻击是安全的.通过利用时分复用技术,它可以扩展到更一般的量子网络上的多单播通信.     

济南市建成国内首套量子保密通信试验网

正日前,济南量子通信试验网正式建成,开创国内"量子通信"的先河。量子通信试验网的建成是济南市实施创新能力提升和创新载体建设的标志性成果,也标志着量子通信技术在山东省开始步入实用化阶段。试验网总投资1.22亿元,包括三个集控站,50个用户节点,可以为省内含省直机关事业单位、高校、银行等50个单位提供高效率、绝对安全的保密通信。济南量子通信试验网既是"国家863计划"的服务者,也是成果享有者,在未来两到三年内,试验网还将作为连接北京、济南、     

基于量子隐形传态的密钥交换与身份认证方案

量子密钥交换与身份认证是量子保密通信研究的核心内容,量子资源的充分利用,能有效地增加通信的保密。方案根据量子纠缠交换与隐形传态的基本原理及安全协议的设计原则,设计实现了一个量子密钥交换与身份认证同步实现方案,方案设计巧妙,充分利用了量子隐形传态和量子纠缠特性,增强了通信的安全性,有效避免了量子窃听,减少密性放大过程和经典信道所带来的安全威胁。     

基于专利分析的欧盟量子通信技术发展现状研究

对欧盟量子通信技术发展的基本情况进行系统的总结，从相关政策及规划、量子通信网络、技术发展进程等3个方面对欧盟量子通信技术发展概况进行梳理，基于专利分析方法，同时结合文献检索结果，采用定性分析与定量分析相结合的方法，对欧盟量子通信专利申请量、专利申请机构、关键技术等进行深入细致的剖析，最后对欧盟量子通信技术的未来发展趋势作出预测。     

世界首个量子政务网在安徽芜湖试运行成功

5月18日，由中国科技大学中科院量子信息重点试验室郭光灿院士和韩正甫教授带领的团队，与芜湖市政府密切协作，在芜湖建成的世界上第一个“量子政务网”运行成功。量子政务网采用了我国具有全部知识产权的单向量子保密通信方案和设备，以及量子保密通信网络核心组网技术。     

半透明窃听方式下B92协议的安全性研究

在量子密码中应用量子测量信道的概念及信息论理论，计算了量子保密通信的B92协议在半透明截取攻击方式下敌手和合法接收方能获得的信息量、信号传输中的位错误率，为合法者的安全通信和对敌手的检测提供了理论依据和标准．     

两军问题的量子同步通信协议

基于量子信息中的EPR(Einstein-Podolsky-Rosen)关联对2个粒子之间的关联性和量子隐形传态技术,通过不可靠信道建立可靠的信道,设计了一个量子同步通信协议,有效地解决了两军问题.该量子同步通信协议在经典通信和量子通信中都有重要的应用价值.     

基于量子安全的电力信息系统安全增强方法研究

电力系统是国家发展的重要基石,电力信息系统的安全必须得到保障。现有电力信息系统的安全主要基于RSA等加密算法,面临互联网算力提升和量子计算机的威胁。根据电力系统对信息安全的迫切需求,以及量子保密通信技术在信息安全领域中的无条件安全性,探索量子保密通信技术在电力信息系统中的应用。通过对作为互联网信息技术基础的标准SSL协议过程及其安全要素解析,设计了同互联网基础相容的量子安全增强方法——利用预置量子随机数(基于量子随机数发生设备、量子密钥分发网络)进行随机数源强化,在开源OPENSSL VPN平台上进行相应实验验证。实验结果表明,提出的利用量子随机数源进行量子化改造的方案能实现系统安全的根本性改善,同时不显著增加系统复杂度或系统开销,对电力信息系统安全实现增强。     

一种星型网络中的双向量子安全直接通信方案

基于三粒子GHZ态特点,结合其在星型网络中的通信应用,提出了一种双向量子安全直接通信方案。通过对三粒子幺正变换的设计,可实现双向通信中一对量子传输4 bit经典信息,提高了通信效率。方案的安全性分析表明,利用GHZ态粒子间所选择的幺正变换及测量相关性可抵御窃听者的被动式和截获重发式攻击。该方案具有较高的通信效率,并且保障了信息的安全传输。     

基于贝尔态作为量子信道实现双向量子操作远程传送

基于目前易于制备且广泛应用的贝尔态作为量子信道，提出了一个真正意义上的双向量子操作远程传送(BQOT)方案。在该方案中，经过对量子纠缠资源的合理布局，只需使用较少的必要操作及经典信息传送即可实现通信双方同时将他们的目标量子操作执行到对方的一任意未知靶位量子态上。此外，就当前的实验技术条件而言，我们的方案是完全切实可行的。