“墨子號”首次量子保密洲際通信細節(jié)公布

2017年9月，中國與奧地利科學家借助“墨子號”衛(wèi)星成功實施的世界首次量子保密的洲際視頻通話。網絡資料圖

國際權威學術期刊《物理評論快報》19日以封面論文的形式，介紹了去年9月中國與奧地利科學家借助“墨子號”衛(wèi)星成功實施的世界首次量子保密的洲際視頻通話。

按照兩國科學院2011年底在北京簽署的洲際量子通信合作協(xié)議，中奧聯(lián)合團隊利用“墨子號”衛(wèi)星于去年年中開展了距離達7600公里的洲際量子密鑰分發(fā)實驗。在實驗中，“墨子號”分別與河北興隆、奧地利格拉茨地面站進行了星地量子密鑰分發(fā)，然后以衛(wèi)星作為中繼，建立了興隆地面站與格拉茨地面站之間的共享密鑰，實驗中獲取共享密鑰數(shù)據量約800千比特。

基于共享密鑰，采用一次一密的加密方式，中奧聯(lián)合團隊在北京到維也納之間演示了圖片加密傳輸。量子力學的開創(chuàng)者之一、曾獲諾獎的奧地利物理學家埃爾溫·薛定諤和中國古代哲學家墨子的圖像加密后被分別傳送到北京和維也納。

結合高級加密標準AES-128協(xié)議，每秒更新一次種子密鑰，中奧聯(lián)合團隊建立了一個北京到維也納的加密視頻通信系統(tǒng)，并利用該系統(tǒng)成功舉行了兩國科學院之間的75分鐘洲際視頻會議，兩院院長白春禮與安東·蔡林格進行了世界首次量子保密視頻通話。

“墨子號”衛(wèi)星 網絡資料圖

“洲際量子通信中，數(shù)據是使用量子密鑰加密后傳輸?shù)?，監(jiān)聽者無法竊取中間的信息，這是目前人類唯一已知的無條件安全的通信手段，”論文第一作者、中國科技大學高級工程師廖勝凱告訴新華社記者，“除了使用量子密鑰進行加密，其他環(huán)節(jié)與正常的照片傳輸和視頻一樣。”

廖勝凱表示，量子密鑰分發(fā)實驗符合預期，較為順利，但目前建立共享密鑰的效率不高，通信速率也有提高空間。他說，發(fā)射多顆衛(wèi)星構成星座網絡可以大幅提高洲際量子保密通信的效率，預計5到10年就可以建立一個初步有現(xiàn)實應用能力的星地保密通信網絡。

這項實驗由中國科技大學潘建偉、彭承志等組成的研究團隊，聯(lián)合中國科學院上海技術物理研究所王建宇研究組、微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、光電技術研究所、國家天文臺、國家空間科學中心等，與奧地利的蔡林格研究組合作開展。

論文審稿人稱贊，洲際量子保密通信網絡實驗是“重大技術成果”，“任何不用衛(wèi)星的方法(如正在發(fā)展的量子中繼器)可能至少需要10年的時間才能接近這個實驗的結果。”（新華社華盛頓電 記者林小春周舟）