高考考试网
当前位置: 首页 高考资讯

量子通信的抗干扰能力强吗(前沿无需密钥)

时间:2023-06-03 作者: 小编 阅读量: 1 栏目名: 高考资讯

若有人窃听,就会造成误码率显著上升,从而被发现。龙桂鲁介绍,此前系统中抽样检测和信息传输均采用相位量子态,新系统则采用相位量子态和时间戳量子态的混合编码。2016年以来,清华大学和北京量子信息科学研究院的联合团队合作,提出了多种关键技术,解决了量子直接通信实用化中的一些关键难题。

量子通信的抗干扰能力强吗?从狼烟烽火到飞鸽传信,再到如今的电子通信,人类借助科技的力量让通信的距离越来越远,下面我们就来说一说关于量子通信的抗干扰能力强吗?我们一起去了解并探讨一下这个问题吧!

量子通信的抗干扰能力强吗

从狼烟烽火到飞鸽传信,再到如今的电子通信,人类借助科技的力量让通信的距离越来越远。

100公里光纤!这是当前世界最长的量子直接通信距离,刷新了之前的18公里纪录。

近日,北京量子信息科学研究院、清华大学龙桂鲁教授团队和陆建华教授团队合作,设计和实现了一种相位量子态与时间戳量子态混合编码的量子直接通信新系统,通信距离刷新世界纪录。

清华大学龙桂鲁教授

这样的指标可以在无中继条件下实现一些城市之间的点对点量子直接通信,同时可以支撑基于安全经典中继的广域量子网络的一些应用。

安全通信容量和速率大大提升

量子通信是把传统通信的光强度等经典物理量换成量子领域里独有的光量子态。量子态与常规物理量不同,不能被复制,每被测量一次都可能会变化,导致结果不尽相同。若有人窃听,就会造成误码率显著上升,从而被发现。经典的物理量则没有这种性质,因此经典保密通信过程无法发现窃听。

量子直接通信新系统原理示意图

相较之下,量子直接通信无需密钥,靠检测通信中的误码率监测窃听情况,估算安全容量,选取相应的纠错码来实现安全可靠通信。龙桂鲁介绍,此前系统中抽样检测和信息传输均采用相位量子态,新系统则采用相位量子态和时间戳量子态的混合编码。时间戳量子态用于抽样检测,能大幅降低噪声的影响,而通信部分依然采用具有自补偿性能的相位量子态,具有高度的稳定性和极低的本征误码率(没有窃听时的误码率),结合具有更强纠错能力的极低码率LDBCH编码,有效提高了安全通信容量、距离和速率,将最大可容忍损耗从5.1dB提升到18.4dB;其通信速率也得到了提升,在30公里光纤距离下通信速率达22.4kbps。

窃听和噪声并存信道下的

安全和可靠通信

我们已知的通信方式满足著名的香农定理。科学家香农所建的通信模型给出噪声信道下的信道容量,这个容量就是噪声信道的最高可靠传输速率。

经典通信只管信息的可靠传输,不管通信是否安全。这时,密码学派上用场,采用数学变换把要传输的信息打乱,使窃听者看不懂。量子直接通信则在可靠通信的基础上,进一步赋能安全特性,形成在噪声和窃听信道下的可靠和安全通信的新模式。

随着现代密码分析、超算计算机和量子计算机的发展,部分密码算法的安全受到了严重威胁。为了应对这一威胁,发展了两种方法。一种是从经典密码学里发展的抗量子密码;另一种就是量子保密通信,量子直接通信是其中一种。

2000年,龙桂鲁团队提出量子直接通信的首个协议,并相继于2003年和2004年提出第二、第三个协议。量子直接通信改变了传统保密通信密钥分发和密文传输的双信道结构,只需一个量子通道。量子直接通信把香农理论保证的噪声信道下的可靠通信进行了拓展。

安全中继量子网络亟待建设

实用化的量子直接通信还有多远?

2016年以来,清华大学和北京量子信息科学研究院的联合团队合作,提出了多种关键技术,解决了量子直接通信实用化中的一些关键难题。

2020年,北京量子院和清华大学联合团队发布了世界首款实用化量子直接通信样机,实现了10公里光纤中4kbps的通信速率;同年他们将通信距离进一步提升到了18公里。

2021年11月,《北京市“十四五”时期国际科技创新中心建设规划》明确提出在“十四五”期间,北京将建成基于安全中继的城际量子示范网络。安全中继就是把量子直接通信和抗量子密码结合,用量子直接通信传输抗量子密码加密后的密文,这样在经典中继节点,信息受到抗量子密码的保护;在通信链路,信息得到量子的保护,从而给网络提供了端对端的安全性。新系统为建设这一示范网络打下坚实基础。

为实现更远距离的量子通信,龙桂鲁透露,未来,团队利用最近北京量子信息科学研究院、清华大学、南京邮电大学、南方科技大学和南安普顿大学等中英学者联合提出的经典安全中继组网技术,建设广域的具有端对端安全的安全中继量子网络,可以支撑多种应用。

来源:科普时报

作者:史诗

编辑:吴桐

审核:王飞

终审:陈磊

图源:受访者供图

    推荐阅读
  • 蒸冬枣的营养价值及功效与作用 蒸鲜冬枣的功效与作用

    冬枣是很多人都知道的一种水果,蒸冬枣是制作冬枣的方法,那么蒸冬枣的营养价值及功效与作用呢?营养价值为百果之冠,有"百果王"之称。蒸冬枣吃多了会怎样冬枣糖分很多,吃多了会导致消化不良,还会有肥胖的问题。过多食用大枣会引起胃酸过多和腹胀。冬枣比较黏腻,在胃内消化比较慢,大量的食用容易在胃内积累,引起消化不良,时间长了容易形成胃部结石。

  • 无人深空更新10月29日(无人深空第20个免费大型更新)

    适逢太空沙盒探索游戏《无人深空》发售6周年,HelloGames现宣布游戏将推出第20个免费大型更新“坚忍号”,更新重点为运输飞船和护卫舰队。作为2022年内最重大的更新,“坚忍号”更新还加入了新的探索任务“极星”,加入一个远征舰队以开展旅行,完成一系列全新的Nexus任务和战役。

  • 文艺法师与疯子只是一线之隔(当心灵治疗师遇见李)

    文艺法师与疯子只是一线之隔据中国反邪教网综合法新社、BBC、联合早报网等媒体消息报道,近日,巴西多名女性出面指控自诩为心灵治疗师的戴法瑞亚,指他借治疗抑郁等疑难杂症之名对她们实施性侵。他以“法轮功”蒙骗信徒达二百万之众,这个数字足以令戴法瑞亚艳羡。目前,巴西警方已经累计接到450多名女性提出的诉讼,称戴法瑞亚以为她们治病为由,强迫她们与他进行性行为。手术后,李洪志在医院住了10天即痊愈回家了。

  • 小学班主任寄语一句话(送给那些可爱的孩子吧)

    接下来我们就一起去研究一下吧!小学班主任寄语一句话你可以选择这样的“三心二意”:信心、恒心、决心;创意、乐意。读书使人充实,思考使人深邃,交谈使人清醒。听,前进的号角已经吹响,赶快行动起来吧,让我们扬起自信的风帆,向理想的彼岸胜利前行!做好每一件小事,将来你会成为一个伟大的人。只有用辛勤的汗水去浇灌的土地上才会开满最艳丽的花朵,只有做勤劳的小蜜蜂,才会收获甘甜的蜜。愿你们天天在成长,时时有进步!

  • 泰福高双层不锈钢保温饭盒好吗(复工带饭保温饭盒选择哪款好)

    旗下的保温饭盒连续多年在行业稳居销量宝座,足以见得,泰福高保温饭盒受到了众多消费者的青睐。以优质的进口原料为依托,结合日本的工艺和设计,产品质量一向优良,致力于成为餐饮具行业的标杆。此外,保温饭盒的第二层与第三层之间还设有隔热垫,可以有效防止热气外溢,延长保温时长。未来,泰福高将持续创新、研发,为客户提供更多高品质的保温饭盒产品。

  • 交警通报外卖员闯红灯被查后跳河(外卖小哥闯红灯后跳河)

    2月2日,浙江杭州。网曝一外卖小哥因电动车被扣,一时想不开跳河轻生。随后消防人员赶至现场,有人抛下救生圈将小哥救起。2日晚,杭州交警发布官方通报:2月2日,执勤民警依法查处了3名外卖员闯红灯,查扣了3人的电动自行车。其中一名外卖员表示急于送单,交警同意送单后再返回处理。1小时后,该外卖员突然翻桥跳入河中。随后,相关部门第一时间将施救,涉事人员被救上岸后未受伤,无生命危险。交警对其进行了心理疏导。

  • 赞美人间大爱的句子(赞美人间大爱的短句)

    爱是美德的种子-但丁爱能够创造一切-佚名,我来为大家科普一下关于赞美人间大爱的句子?感谢是爱心的第一步-西谚。人生如花,而爱便是花的蜜-莎士比亚。完成工作的方法是爱惜每一分钟-达尔文。爱情使人心的憧憬升华到至善之境-但丁。爱叫懦夫变得大胆,却叫勇士变成懦夫-莎士比亚。爱就是充实了的生命,正如盛满了酒的酒杯-泰戈尔。为着品德而去眷恋一个情人,总是一件很美的事-柏拉图。

  • 做完ct还需要做核磁吗(为什么还要做核磁)

    在核磁共振检查当中,看到头脑中的微小出血缺血,同时对颅脑血管畸形和脑肿瘤也有很重要的诊断价值。而且核磁共振检查也可以提供大量的信息,并且重要的优点就是没有辐射,所以做核磁共振检查的时候,不用考虑辐射对身体的伤害。所以医生们都会建议患者肺CT,而不是肺核磁共振。放射线检查仍然是临床工作中的重要手段之一。

  • 天龙八部永久的坐骑(永久坐骑白骆驼5888金)

    而60级的白狮子,可以说是当时任何一个明教的一个阶段性目标,毕竟295金的60级门派骑术,对当时玩家来说,真的不是一笔小数目。然而,门派坐骑,却远远不是当时大神们的终极坐骑追求,他们更多的是购买永久稀有坐骑白骆驼,来展现自己的实力。最关键的是,白骆驼的外形,在当时确实是非常好看。当然,白骆驼的价格也是非常的贵了。价格也直接造成了白骆驼在当时的稀有性。

  • 高端玩家结婚(玩家线上举办21人婚礼)

    虽然《星露谷物语》本身不能达成“大家都是我老婆”的成就,但是玩家们有创意工坊和技术高超的大佬!装载mod后,玩家可以无限制购买求婚道具,并且在求婚后可以和npc商量婚期,同时举办婚礼。光看这队长和谐相处的七个“前妻”,还是非常人生赢家的!试问哪个英雄能无缝结婚,还能和“前妻”们和谐相处的?