采訪人員從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉， 該校潘建偉及其同事彭承志、徐飛虎等利用“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星， 在國際上首次實(shí)現(xiàn)量子安全時(shí)間傳遞的原理性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證， 為未來構(gòu)建安全的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ) 。 該成果于5月11日在線發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然·物理》上 。
高精度時(shí)間傳遞是導(dǎo)航、定位等應(yīng)用的核心技術(shù) 。 目前廣泛采用的時(shí)間傳遞技術(shù)主要包括衛(wèi)星導(dǎo)航定位、光纖網(wǎng)絡(luò)等時(shí)間傳遞方案 。 近年來， 時(shí)間傳遞的安全性得到了廣泛關(guān)注 。 各種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)， 如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、金融、電力能源網(wǎng)絡(luò)等， 都需要統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn) 。 這些系統(tǒng)遭受到惡意攻擊， 其引起的時(shí)間錯誤將會引起網(wǎng)絡(luò)崩潰、導(dǎo)航定位錯誤等重大安全性事故 。 然而， 當(dāng)前廣泛使用的時(shí)間傳遞技術(shù)面臨著數(shù)據(jù)篡改、信號欺騙等各種攻擊的潛在風(fēng)險(xiǎn) 。
基于量子不可克隆原理， 以單光子量子態(tài)為載體的時(shí)間傳遞技術(shù)可以從根本上保證信號傳輸過程的安全性 。 潘建偉團(tuán)隊(duì)首次提出了基于雙向自由空間量子密鑰分發(fā)技術(shù)的量子安全時(shí)間同步方案 。 在該方案中， 單光子量子態(tài)同時(shí)作為時(shí)間傳遞和密鑰分發(fā)的信號載體， 進(jìn)行時(shí)間同步和密鑰生成 。 這個過程所生成的密鑰用來加密經(jīng)典時(shí)間數(shù)據(jù)， 從而確保時(shí)間數(shù)據(jù)的安全傳輸 。
基于“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星， 潘建偉團(tuán)隊(duì)突破了星地單光子時(shí)間傳遞、高速率星地雙向異步激光時(shí)間應(yīng)答器等關(guān)鍵技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)了星地量子安全時(shí)間同步的技術(shù)驗(yàn)證， 獲得了30ps精度的星地時(shí)間傳遞， 達(dá)到了星地激光時(shí)間傳遞的國際先進(jìn)水平 。
【“墨子號”首次實(shí)現(xiàn)量子安全時(shí)間傳遞】審稿人高度評價(jià)：“在空間量子實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域又一次超越了現(xiàn)有技術(shù)水平……對于量子技術(shù)的實(shí)用化至關(guān)重要 。 ”該研究成果將極大地推動量子精密測量相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用 。
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