作者:英格丽德·法德利
(同organic)有机 图概述了研究人员的实验设置
信用:戴等
中国科技大学的研究人员最近引入了一种新的基于卫星的量子安全时间传输(QSTT)协议,该协议可以实现不同卫星或空间其他技术之间更安全的通信
他们的协议发表在《自然物理学》的一篇论文中,基于自由空间中的双向量子密钥分配,这是一种加密不同设备之间通信的技术
“我们的主要想法是实现量子安全的时间传输,以解决实际的时间-频率传输中的安全问题,”进行这项研究的研究人员之一,徐告诉物理
(同organic)有机
量子密钥分配(QKD)是一种利用基于量子力学定律的密码协议来实现安全通信的技术
量子密钥分发协议可以基于量子物理生成秘密安全密钥,通过发现试图拦截通信的攻击者,实现不同设备之间更安全的数据传输
在他们的研究中,徐和他的同事使用了类似的原理来开发量子信号(I
e
单光子)作为被称为时间转移的载体
时间传输本质上是数据从一个地方或设备传输到另一个地方或设备的时间间隔
“由于我们使用的量子非克隆定理,任何拦截单个光子的尝试都不可避免地会干扰量子态,这可以通过后处理来检查,”徐说
“这使我们能够实现量子安全的时间转移方案
" 基于卫星的时间传递结果
信用:戴等
徐和他的同事们通过将他们的QSTT协议应用到米修斯量子卫星上来演示它
米修斯以中国古代哲学家米修斯·墨子的名字命名,是世界上第一颗能够进行量子通信的卫星,它于2016年8月由长征二号丁火箭发射进入太空
“我们使用单光子级信号进行了星地时间同步,量子误码率小于1%,时间数据速率为9千赫,时间传输精度为30秒,”徐解释说
这支研究团队是第一个用单光子演示基于卫星的QSTT的团队
值得注意的是,他们提出的协议实现的时间精度与T2L2相当,T2L 2是一种实现时间传输的先进技术,应用于杰森-2卫星,基于使用强经典激光脉冲
徐和他的同事介绍的新方案最终可能为卫星和各种其他设备之间更安全的量子通信铺平道路
通过展示利用单光子实现基于卫星的高精度时间转移的可行性,他们的工作也为未来的研究开辟了新的有趣的可能性
“我们的工作为物理领域引入了新的视角,利用量子技术来实现更高的安全性和更高的时间频率传输、时钟同步和时钟的量子网络精度,”徐说
“我们现在计划建造一个基于卫星的全球规模的量子网络,以测试基础物理并提供实际应用,如分发密钥、同步时钟等
"
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