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半导体激光器

皮秒半导体激光器在量子通信中的应用(下)

星之球激光 来源:中国光学光电子行业网2011-12-10 我要评论(0 )   

1992年,贝内特又提出一种更简单,但效率减半的方案,即B92方案。量子密码术并不用于传输密文,而是用于建立、传输密码本。根据量子力学的不确定性原理以及量子不可克隆...

1992年,贝内特又提出一种更简单,但效率减半的方案,即B92方案。量子密码术并不用于传输密文,而是用于建立、传输密码本。根据量子力学的不确定性原理以及量子不可克隆定理,任何窃听者的存在都会被发现,从而保证密码本的绝对安全,也就保证了加密信息的绝对安全。最初的量子密码通信利用的都是光子的偏振特性,目前主流的实验方案则用光子的相位特性进行编码。目前,在量子密码术实验研究上进展最快的国家为英国、瑞士和美国、中国。英国国防研究部于1993年首先在光纤中实现了基于BB84方案的相位编码量子密钥分发,光纤传输长度为10公里。这项研究后来转到英国通讯实验室进行,到1995年,经多方改进,在30公里长的光纤传输中成功实现了量子密钥分发。与偏振编码相比,相位编码的好处是对光的偏振态要求不那么苛刻。在长距离的光纤传输中,光的偏振性会退化,造成误码率的增加。然而,瑞士日内瓦大学1993年基于BB84方案的偏振编码方案,在1.1公里长的光纤中传输1.3微米波长的光子,误码率仅为0.54%,并于1995年在日内瓦湖底铺设的23公里长民用光通信光缆中进行了实地表演,误码率为3.4%。1997年,他们利用法拉第镜消除了光纤中的双折射等影响因素,使得系统的稳定性和使用的方便性大大提高,被称为“即插即用”的量子密码方案。美国洛斯阿拉莫斯国家实验室,创造了目前光纤中量子密码通信距离的新纪录。他们采用类似英国的实验装置,通过先进的电子手段,以B92方案成功地在长达48公里的地下光缆中传送量子密钥,同时他们在自由空间里也获得了成功。1999年,瑞典和日本合作,在光纤中成功地进行了40公里的量子密码通信实验。在中国,中科院物理所于1995年以BB84方案在国内首次做了演示性实验,华东师范大学用B92方案做了实验,但也是在距离较短的自由空间里进行的。1997年,中国科大潘建伟在世界上首次成功地实现了量子态隐形传送。2000年,中科院物理所与研究生院合作,在850纳米的单模光纤中完成了1.1公里的量子密码通信演示性实验。2003年中国科大潘建伟在世界上首次成功实现了自由量子态隐形传输以及纠缠交换;首次实现了未来长程量子通讯的关键器件——纠缠态等很多理论和实践上的突破,在多光子纠缠操纵方面在国际上处于领先地位。2005年底,中国科大郭光灿等在国际上首次解决了量子密钥分配过程的稳定性问题,经由实际通信光路实现了125公里单向量子密钥分配,成为迄今国际上公开报道的最长距离的实用光纤量子密码系统。

量子力学的研究进展导致了新兴交叉学科——量子信息学的诞生,为信息科学展示了美好的前景。人类在20世纪能够精确地操控航天飞机和搬动单个原子,但却未能掌握操控量子态的有效方法。在21世纪,人类应积极致力于量子技术的开发,推动科学和技术更迅速地发展。

 

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