中国科大利用“墨子号”量子科学实验卫星实现安全时间传递----中国科学院

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  • 来源:中国科学院系统生物学重点实验室

中国科学技术大学潘建伟及其同事彭承志、徐飞虎等使用“墨子号”量子科学实验卫星,在国际上首次实现量子宁静时间通报的原理性实验验证,为未来构建宁静的卫星导航系统奠基了基础。该结果于5月11日在线揭晓在国际学术期刊《自然-物理》上。

高精度时间通报是日常生活中导航、定位等应用的焦点技术。现阶段广泛接纳的时间通报技术主要包罗卫星导航定位系统时间通报、光纤网络时间通报等方案。近年来,时间通报的宁静性获得了广泛关注。种种网络系统,例如盘算机网络、金融生意业务市场、电力能源网络等,都需要统一的时间基准。如果这些系统遭受到恶意攻击,其引起的时间错误将会引起网络瓦解、导航定位错误等重大宁静性事故。然而,当前广泛使用的时间通报技术面临着数据窜改、信号欺骗等种种攻击的潜在风险。

量子通信技术为宁静时间通报带来了新的解决方案。基于量子不行克隆原理,以单光子量子态为载体的时间通报技术可以从基础上保证信号传输历程的宁静性。潘建伟团队首次提出了基于双向自由空间量子密钥分发技术的量子宁静时间同步方案。在该方案中,单光子量子态同时作为时间通报和密钥分发的信号载体,举行时间同步和密钥生成。这个历程所生成的密钥用来加密经典时间数据,从而确保时间数据的宁静传输。

基于“墨子号”量子科学实验卫星,潘建伟团队突破了星地单光子时间通报、高速率星地双向异步激光时间应答器等要害技术,实现了星地量子宁静时间同步的技术验证,获得了30 ps精度的星地时间通报。该事情获得审稿人的高度评价:“该实验在空间量子实验领域又一次逾越了现有技术水平”,“这对于量子技术的实用化至关重要。”上述研究结果将推动量子细密丈量相关领域的研究和应用。

该事情获得科技部、自然科学基金委、中科院、安徽省和上海市等的资助。

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