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中俄合作建设量子通道,地理跨度3800公里,信息传输高度安全

类别:科技 发布时间:2024-01-17 10:21:00 来源:宋君一席谈

据外媒最新报道,继2022年中俄科学家完成首次远距离“完整周期”量子通信测试后,近期这一科研团队再次取得重大突破。他们利用中国的“墨子号”量子科学实验卫星,成功地在超过3800公里的距离内,完成了从位于俄罗斯莫斯科附近的兹韦尼哥罗德地面站至中国新疆乌鲁木齐附近的南山地面站的量子信息传输。

具体来说,此次传递的是两张经由量子密钥加密后的图片信息,标志着中俄两国在建立量子通信网络上迈出了坚实的一步。量子通信的核心优势,在于其提供理论上无法被破解的信息传输绝对安全性。

在当前的传统通讯技术中,长距离传输的信息无论通过卫星还是海底光缆,都存在被截获和窃取的风险。相比之下,量子通信技术则提供了一种全新的、安全性极高的通信方式。

这一重要实验不仅验证了技术的可行性,更对两国在量子通信领域的合作关系产生深远影响。这项技术未来在民间领域的应用前景无限,但从军事角度而言,其意义尤为重大。

量子通信的推广有望极大增强一线作战部队的情报传递安全,让指挥部与前线之间的信息流动变得无懈可击。

中俄合作建设量子通道,地理跨度3800公里,信息传输高度安全

实现量子技术的普及并非易事

量子通信技术作为未来信息安全的一大突破,其原理是利用量子态的独特性质进行信息的编码与传输。量子态的保持需要非常精密的设备和操作,因为它异常脆弱,极易受到环境干扰而瓦解。任何试图测量或拦截的行为都会改变量子态,阻碍信息的安全传输。

因此,在量子通信系统中,设备必须能够精确控制和测量细微至单个量子比特的水平。

保持量子态稳定的挑战之一在于实现量子纠缠状态的长距离传输。这种特殊的量子态允许两个或多个粒子即使相隔遥远,也能即时影响彼此的状态,形成一种量子级的“超距作用”。

实验室里,科学家利用高度精密的激光和光学元件制造和维持纠缠态,但要在现实世界的广阔空间中传播这些量子态,就需要依赖于更高级别的复合技术,如量子重复器以及能支持大距离量子信道的卫星传输系统。

随着量子通信技术的发展,密钥分发已成为关键组成部分。量子密钥分发(QKD)允许两方在一个不安全的通信渠道上也能生成一个共享的、无法被破解的密钥。

中俄合作建设量子通道,地理跨度3800公里,信息传输高度安全

与传统的密钥分发方法相比,基于量子态的QKD理论上是绝对安全的,因为量子态的任何观测都会立刻被检测到,从而揭示出任何潜在的干扰。

在这个领域内,“墨子号”卫星扮演了革命性的角色。2016年由中国发射升空,这颗全球首颗量子科学实验卫星开启了使用太空平台进行量子通信和基础物理实验的新纪元。"墨子号"的任务包括测试量子纠缠的产生与分发、量子隐形传态、以及跨越千公里级别的量子密钥分发。

通过将地面站与卫星间的量子通信链路建立起来,"墨子号"成功地在卫星和地面站之间实现了纠缠态的分发,并进行了跨大陆的量子密钥交换实验,这是量子通信领域的巨大进步。

中俄合作建设量子通道,地理跨度3800公里,信息传输高度安全

中俄之间实现量子通信,意味着什么?

光纤通信因其超高速度和巨大的数据传输能力,在现代通讯领域占据了核心地位。但传统的光纤通信也并非完全安全,一旦遭遇物理攻击或窃听行为,信息传输很可能会受到威胁。

要想截取光缆中的信号,窃听者必须物理接触到光纤线路,这样的侵入行为通常会导致信号强度发生变化,从而被监测系统所察觉。因此,尽管这种劫持方式存在,但其被发觉的风险同样极高。

美国情报机构,如中央情报局(CIA)和国家安全局(NSA)长期以来都对加密通讯技术给予高度重视,其中包括光纤通信的安全问题。NSA一度指出,如果不能解决光缆安全性的难题,美国可能会失去多达70%的情报资源。

鉴于此,NSA便将研究的重点放在了相关技术上,并在21世纪初期完成了相关的技术研制和部署。

量子通信技术的问世,被认为是对传统通信技术的一次重大突破。它利用单个光子作为信息载体,这种单个量子的状态一旦被外部观测,其状态就会立即改变,即量子力学中著名的“波函数坍塌”,从而使得任何未授权的信息截取都将立即被检测到。

中俄合作建设量子通道,地理跨度3800公里,信息传输高度安全

这为通信安全提供了新的保障,因为任何非法窃取行为都会立即被察觉,进而保护信息不被外泄。

在海战中,舰船获取情报主要依赖于卫星通信。虽然现代定向通信技术较为先进,但其产生的电磁波还是可能被敌军电子侦察设备捕捉到,从而暴露位置。而量子通信的引入,将极大地改善这种状况,提高部队的隐蔽性和作战效率。

实现中俄之间的量子通信意味着,两国在科技与安全合作方面迈出了重要一步。量子通信技术能够保障信息传输的绝对安全,这在军事、政治、经济等多个领域都具有重大意义。两国的这一合作表明,它们在面对全球化信息安全威胁时,选择相互信任和合作,共同提升自身在科技领域的竞争力和防御能力。

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快照生成时间:2024-01-17 13:45:03

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