這個(gè)名稱聽起來是不是很高大上,它確實(shí)應(yīng)該高大上。量子因特網(wǎng)。
信息的獲取是現(xiàn)代人需要的技能之一,牽扯到多方面的價(jià)值,保障信息傳遞的安全高效不得不受到重視。具備信息傳輸高效和絕對(duì)安全的量子信息是下一代IT技術(shù)的支撐性研究。
先給出一個(gè)百度百科的定義,量子通信是指利用量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的一種新型的通訊方式。發(fā)展二十多年,終于完成從理論到實(shí)驗(yàn)到實(shí)用化的發(fā)展。
1982年,法國(guó)物理學(xué)家艾倫·愛斯派克特(Alain Aspect)及他的小組證實(shí)了微觀粒子的“量子糾纏”現(xiàn)象。也證實(shí)了愛因斯坦的幽靈——超距作用的存在,即任何兩種物質(zhì)之間不管距離多遠(yuǎn),都有可能相互影響,不受四維時(shí)空的約束,是非局域的,宇宙在冥冥之中存在深層次的內(nèi)在聯(lián)系。
1993年,美國(guó)科學(xué)家C.H.Bennett提出了量子通信的概念。使得愛因斯坦的“幽靈”——量子糾纏效益開始真正發(fā)揮其真正的威力。之后,又有6位來自不同國(guó)家的科學(xué)家,基于量子糾纏理論提出了利用經(jīng)典與量子相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)量子隱形傳送的方案,認(rèn)識(shí)到可以用量子態(tài)作為信息載體,通過量子態(tài)的傳送完成大容量信息的傳輸,實(shí)現(xiàn)原則上不可破譯的量子保密通信。
1997年,在奧地利留學(xué)的中國(guó)青年學(xué)者潘建偉與荷蘭學(xué)者波密斯特等人合作,首次實(shí)現(xiàn)了未知量子態(tài)的遠(yuǎn)程傳輸。
2003年,韓國(guó)、中國(guó)、加拿大等國(guó)的學(xué)者提出了誘騙量子密碼理論方案,徹底解決了真實(shí)系統(tǒng)和現(xiàn)有技術(shù)條件下量子通信的安全速率隨距離增加而嚴(yán)重下降的問題。
2006年,歐洲科學(xué)家讓光子在自由空間而不是光纖中完成了一次量子通信過程。通過人造衛(wèi)星來發(fā)送光子的可能性得到驗(yàn)證。
2008年,一支意大利和奧地利科學(xué)家報(bào)道首次識(shí)別出從地球上空1500公里處的人造衛(wèi)星上反彈回地球的單批光子,實(shí)現(xiàn)了太空絕密傳輸量子信息的一大突破,表明在太空和地球之間可以構(gòu)建安全的量子通道來進(jìn)行信息傳輸,這樣的通信方式可以用于全球通信。
2009年,潘建偉的科研團(tuán)隊(duì)正式在3節(jié)點(diǎn)鏈狀光量子電話網(wǎng)的基礎(chǔ)上,建成了世界上首個(gè)全通型量子通信網(wǎng)絡(luò),首次實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)語音量子保密通信,標(biāo)志著我國(guó)在城域量子網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)方面已經(jīng)達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化的要求。
2010年,中國(guó)科技大學(xué)和清華大學(xué)的研究人員將自由空間量子通信距離從先前的數(shù)百米提高到16公里,再刷新到97公里。合肥城域量子通信試驗(yàn)示范網(wǎng)啟動(dòng)建設(shè),投入經(jīng)費(fèi)達(dá)6000多萬元,1年多的努力后建成具有46個(gè)節(jié)點(diǎn)的量子通信網(wǎng)覆蓋主城區(qū),使用光纖約1700公里,通過6個(gè)接入交換和集控站,連接40組“量子電話”用戶和16組“量子視頻”用戶,各方面指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求,于2012年通過驗(yàn)收并正式投入使用。
2011年,將量子通信距離延長(zhǎng)到100公里,這意味著可以從地面與衛(wèi)星進(jìn)行通信,全球范圍的量子通信正在變成現(xiàn)實(shí)。
2012年,中國(guó)科學(xué)家潘建偉等人在國(guó)際上首次成功實(shí)現(xiàn)百公里量級(jí)的自由空間量子隱形傳態(tài)和糾纏分發(fā),為發(fā)射全球首顆“量子通訊衛(wèi)星”奠定技術(shù)基礎(chǔ)。他們潘獲得年度國(guó)際量子通信獎(jiǎng)。
2016年,“京滬干線”項(xiàng)目也完成交付,傳輸距離達(dá)2000多公里,連接北京、濟(jì)南、合肥、上海等城域網(wǎng)絡(luò)等量子保密通信線路。同年,中科院院士潘建偉擔(dān)任首席科學(xué)家的量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)將衛(wèi)星“墨子號(hào)”發(fā)射,有望開啟“天地一體化”量子通信實(shí)用化。
提高4G,現(xiàn)在大家已經(jīng)不在陌生,5G通信將在2020年正式實(shí)現(xiàn)商用,速度達(dá)到1.25GB/s,量子通信將是比5G更快的通信技術(shù)。
直至今日,量子通信還在普及的路上。