“墨子号”实现洲际量子密钥分发

<正>近日,潘建伟院士及其同事彭承志等人组成的研究团队,与合作者利用"墨子号"量子科学实验卫星,在中国和奥地利之间首次实现距离达7600千米的洲际量子密钥分发。在实验中,"墨子号"分别与河北兴隆、奥地利格拉茨地面站进行了星地量子密钥分发,通过指令控制卫星作为中继,建立了地面站之间的共享密钥。基于共享密钥,中奥联     

量子通信技术首次实现白天远距量子密钥分发

<正>近期,由中国科学技术大学潘建伟教授及同事彭承志、张强等组成的研究小组,在国际上首次成功实现了白天远距离(53km)自由空间量子密钥分发,通过地基实验在信道损耗和噪声水平方面有效验证了未来构建基于量子星座的星地、星间量子通信网络的可行性。国际权威学术期刊《自然·光子学》日前发表了该成果。为抑制白天阳光背景噪声,潘建伟团队采用1550nm波段     

为中国“点赞”

<正>中国于2016年8月16日成功发射全球首颗量子科学实验卫星,引发了全球科技界的关注和热议。这不再只是一个中国的科研大事,因为它所获得的任何成果,必将是世界性的。中国此次发射量子卫星的主要任务,是执行星地高速量子密钥分发、广域量子通信网络、星地量子纠缠分发以及地星量子隐形传态等多项科学实验任务。这都是量子信息技术的最前沿研究,自然是举世瞩目。9月15日晚,正值中秋月圆夜,天涯共此时,中国天宫二号空间实验室成功"飞天",叩开了中国空间站时代的大门。全球业     

“一步千里”的跨越

正宛如两条长腿在世界上率先跨出千公里级的量子纠缠分发记录,中国"墨子号"量子卫星从星空中向地球发出的两道光束,再次震惊了全球科技界。因这一史诗级实验成果,"墨子号"登上了《科学》杂志封面。或许难以置信,两个处于纠缠状态的量子就像有"心灵感应",无论相隔多远,一个量子状态变化,另一个也会随之改变。爱因斯坦称之为"鬼魅般的远距作用"。中国量子卫星此次实现的就是"千里之外"的"鬼魅感应"。从以往百公里级到千公里级,"墨子号"将量子纠缠分发的世界纪录提高了一个数量级,被     

基于有限测量信息估算未知量子态的相干度

正量子相干即量子叠加性是量子力学最本质的特征,也是进行量子计算、量子密钥分发、量子精密测量等量子信息过程的重要资源~([1]).多粒子体系中的量子纠缠被认为是一种特殊形式的量子相干~([2]).在量子信息与热力学~([3])、量子信息与生物学~([4])等的交叉研究领域中,量子相干也与多种微观机制存在紧密联系,因此量子相干在理论和实际应用中都具有重要的研究价值.量子相干的起源可追溯至200多年前的光学干涉及衍射实验,量子相干概念的正式提出至今也已有100多年的     

量子密码通信原理及应用前景探究

文章主要介绍量子密码通信研究的历史,量子密钥生成和分发的基本原理以及相关的实验进展。首先介绍了经典密码学的基本原理及其保密方式,经典密码通信对更高安全性的追求,为量子密码通信的出现以及研究做了一个铺垫。根据量子力学中的海伯森不确定性原理,量子不可克隆原理,任何人都不可能窃听量子密码通信中的信息而不被发现。文章主要围绕BB84协议与B92协议,以及EPR佯谬的基本原理来展开讨论。在此基础之上介绍了当前世界范围内相应的实验研究及研究成果,并详细介绍了量子密码通信在国内的有关实验及研究成果。最后展望了量子密码通信的发展前景和今后的发展方向。     

量子密码通信原理及应用前景探究

文章主要介绍量子密码通信研究的历史,量子密钥生成和分发的基本原理以及相关的实验进展.首先介绍了经典密码学的基本原理及其保密方式,经典密码通信对更高安全性的追求,为量子密码通信的出现以及研究做了一个铺垫.根据量子力学中的海伯森不确定性原理,量子不可克隆原理,任何人都不可能窃听量子密码通信中的信息而不被发现.文章主要围绕BB84协议与B92协议,以及EPR佯谬的基本原理来展开讨论.在此基础之上介绍了当前世界范围内相应的实验研究及研究成果,并详细介绍了量子密码通信在国内的有关实验吸研究成果.最后展望了量子密码通信的发展前景和今后的发展方向.     

评“量子信息技术纵览”

量子信息科学诞生于20世纪80年代,在90年代初期Shor提出量子并行算法之后获得飞速的发展,迄今方兴未艾.我国量子信息的发展源于20世纪90年代初期,当时只有中国科学技术大学一个研究组致力于此方向研究.在量子信息领域,国内学者最早(1997年)发表在Physical     

“量子卫星项目是我实现抱负的舞台”——访中科院上海技术物理研究所张亮副研究员

<正>2016年8月16日,我国量子科学实验卫星"墨子号"发射升空,引起世界范围内的关注,因为这是全球首颗成功发射的量子卫星,这一科技突破使得我国在量子通信激烈的国际竞争中抢占了主动权。要实现量子通信的功能,离不开卫星的有效载荷,中科院上海技术物理研究所承担了量子卫星载荷总体单位的重任。这其中,张亮和他的同事们研制了量子密钥通信机和量子纠缠发射机两项有效载荷,攻克了     

量子直接通信

量子通信作为量子信息研究的主要内容,是目前量子信息领域最具应用前景的一个部分.量子密码通信的目的是在合法的通信者之间实现绝对安全的通信过程.量子密钥分配(Quantum Key Distribution,QKD)是量子通信的一个重要研究内容.     

量子密钥传输系统的主动相位补偿

量子密钥分配系统的稳定性是影响其实用性能的重要因素之一. 除光纤自身固有的双折射效应外, 环境造成的相位漂移也会严重影响密钥传输系统的性能. Faraday-Michelson (F-M)量子密钥分配系统可以自适应地补偿光纤双折射造成的影响, 但是在实际应用中, 相位漂移仍然会对系统性能产生较大影响. 本文详细分析了在实际中造成F-M系统相位漂移的主要原因, 并提出了一种高效的主动相位搜索和补偿方案. 应用这一方案, Faraday-Michelson系统在脱离光学平台的实际条件下进行了长时间稳定的量子密钥分配. 实验的传输距离大于37 km, 系统平均误码率1.59%, 误码波动标准差0.46%. 结果表明这一主动相位补偿技术在不增加额外器件的条件下, 可用于以双不等臂Mach-Zehnder(AMZ)干涉仪为基础的实际量子密钥分配系统.     

一类普适的量子密码相干光源

提出了普适量子密码相干光源的概念. 在量子密码领域, 弱相干态(WCP)和标记单光子态(HSPS)是目前最为常用的量子光源. 但是, 利用这两种光源和诱骗态(Decoy)方法相结合进行量子密钥分配时, 在密钥传输的最大安全距离及中短距离密钥生成率上各有优劣. 本文证明了利用标记配对相干态(HPCS)进行诱骗态编码, 在保证密钥最大安全传输距离的同时, 还可以提高中短距离的密钥率. 另外还证明了这种特性并不局限于所使用的具体密码协议, 对于BB84协议和SARG协议, HPCS+Decoy方案均可以提供比较理想的密钥生成率. 最后, 给出了一个有效可行的基于HPCS源的“1信号+2诱骗”的诱骗态编码方案.     

中国科学技术大学首次实现多自由度量子体系隐形传态

[本刊讯]中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳研究团队成功实现单光子的自旋和轨道角动量的量子隐形传态(quantum teleportation),这是国际上首次实现多自由度量子体系隐形传态。这一研究成果于2015年2月26日以封面标题的形式发表于Nature。量子隐形传态是通过共享量子纠缠态,并借助经典通道实现量子信息传输的过程。1997年,奥地利的宰林格(Anton Zeilinger)小组首次完成了量子隐形传态的实验验证。该工作成功实现     

“自然论坛”

正"自然论坛"第28讲全球量子通信网络及未来趋势量子信息科学与技术使量子通信成为可能。论坛嘉宾、中国科学技术大学的陈宇翱教授着重介绍了我国在实现全球量子通信最终目标方面取得的一些进展。我们已经建立了一个可靠的、超过2000 km光纤连接的中继骨干网,通过济南和合肥连接北京和上海。目前,银行、证券和保险公司正在试用中。过去10年,我们一直在为卫星量子通信进行系统的地面测试。我们的努力最终确保了国际上首颗量子科学实验卫星"墨子号"的成功发射,以及三大科学任务的完成。最后指出量子通信领域未来的发展趋势。     

中国科学技术大学实现麦克斯韦妖式量子算法冷却

正【本刊讯】近期,中国科学技术大学中科院量子信息重点实验室李传锋研究组在量子冷却的研究中取得重要进展。研究组与哈佛大学和清华大学的理论组合作提出了一种新型的麦克斯韦妖式的量子算法冷却。并在光学系统中利用量子模拟技术实验演示了这种量子冷却方法的工作原理。这项研究成果发表在Nature Photonics,2014.8:113-118。现代低温物理学的发展主要得     

量子芯片研制有新进展

正中国科学技术大学郭光灿院士团队,近期在半导体量子芯片研制方面首次实现了半导体体系中的三量子比特逻辑门操控,为未来研制可扩展、可集成化半导体量子芯片迈出坚实一步。国际应用物理学权威期刊《物理评论应用》日前发表了该成果。     

超导纳米线单光子探测器件的单光子响应

单光子探测技术是量子通信系统中量子密钥分发实现的关键技术之一. 超导纳米线单光子探测技术是一种新型的单光子探测技术, 相对于传统的半导体单光子探测器件具有高计数率、低暗计数等明显的优势. 介绍了基于低温超导NbN超薄薄膜的超导纳米线单光子探测器件以及实验室超导单光子探测系统. 对超导纳米线单光子探测器件的单光子响应脉冲特性进行了细致的分析和研究, 讨论了测试系统带宽等参数与脉冲波形的关系. 并利用电路模拟对超导单光子探测电信号波形进行了分析, 模拟结果和实验结果具有很好的一致性. 通过这些工作进一步理解超导单光子探测机理, 为未来建立量子通信用超导纳米线单光子探测系统打下良好的基础.     

潘建伟院士心中的“量子梦”

2012年8月9日,国际权威学术期刊《自然》以封面标题的形式,发表了中国科技大学合肥微尺度物质科学国家实验室潘建伟团队的研究新成果:他们在国际上首次成功地实现了百千米量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发.团队的领军人物、中国科学院迄今最年轻的院士潘建伟兴奋地说:"由于自由空间信道的损耗小,借助卫星将有可能实现在全球尺度上进行超远距离量子通信的梦想."这个"量子梦"已在他心中做了十多年.     

中国量子通信登上世界之巅

<正>从100千米、404千米、1200千米到7600千米洲际距离,短短十余年间,潘建伟团队不断取得量子通信在距离和维度上的新突破,一路保持世界领先,赢得了巨大的国际声誉。这一次,中国科学家站在了最前沿。备受关注的量子通信2018年,有着诺贝尔物理学奖风向标之称的沃尔夫物理学奖颁给了在量子通信领域作出开创性理论贡献的两位科学家本内特和布拉萨德,这代表了国际上对量子通信重要意义的肯定。在介绍沃尔夫物理学奖获得者的网页上,专门提到了量子密钥     

宇宙中耀眼的"脑袋"

<正>27岁,入选美国《科学》杂志"年度全球十大科技进展";29岁,参与的研究成果被《自然》评为"百年物理学21篇经典论文";31岁,任中国科学技术大学教授;41岁,成为中国当时最年轻的院士;45岁,获得国家自然科学一等奖.……他,就是潘建伟,"墨子号"量子科学实验卫星的首席科学家,也是"中国的量子之父"。