济南量子技术研究院

JINAN INSTITUTE OF QUANTUM TECHNOLOGY

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济南量子技术研究院合作验证构建天地一体化量子通信网络的可行性

发布时间:

2021-01-07

济南量子技术研究院王向斌教授、张强教授、周飞教授与中国科学技术大学潘建伟团队等合作,验证了构建天地一体化量子通信网络的可行性,证明了广域量子保密通信技术在实际应用中的条件已初步成熟。该成果于近期发表在国际顶级学术期刊《Nature》,题目为“跨越4600公里的天地一体化量子通信网络”(An integrated space-to-ground quantum communication network over 4,600 kilometres)。

研究团队在量子保密通信“京沪干线”与“墨子号”量子卫星成功对接的基础上,构建了世界上首个集成700多条地面光纤量子密钥分发(QKD)链路和两个卫星对地自由空间高速QKD链路的广域量子通信网络,实现了地面跨度4600公里的星地一体的大范围、多用户量子密钥分发,并进行了长达两年多的稳定性和安全性测试、标准化研究以及政务金融电力等不同领域的应用示范。

量子保密通信“京沪干线”总长超过2000公里,连接北京上海,贯穿济南合肥,是目前世界上最远距离的基于可信中继方案的量子安全密钥分发干线。其中,由济南量子技术研究院建成的“济南量子保密通信试验网”是京沪干线中一个重要的接入网络,业务涵盖政务、金融、政法、科研、教育等五大领域,可实现基于安全可靠、集成化、工程化的量子密钥分发系统,为用户提供基于量子安全的电话、传真、文件和文本通信业务,是当时已知的世界上规模最大、功能最全的实用化城域量子通信网络。2017年,济南建成首个商用化量子通信网络“济南市党政机关量子通信专网”,并在2019年,与中科大合作完成全球首套小型化可移动量子卫星地面站建设,在济南实现了与“墨子号”量子科学实验卫星成功对接,迈出了从实验室走向产业化的第一步,通过“墨子号”构建天地一体化广域量子通信网络,加快济南与世界基于量子保密通信的互联互通。

在天地一体化量子通信网络大量测试结果及标准化研究的基础上,国际电信联盟电信标准化部门(ITU-T)正基于京沪干线的建设模式起草可信中继安全要求、QKD网络功能架构等国际标准。近年来,济南充分发挥量子标准化的引领带动作用,汇集了全国量子计算与测量标准化技术委员会、国际电信联盟量子信息技术焦点组对口单位,逐步成为世界量子信息标准化工作的主要阵地和战略要地。

该项目推动了量子保密通信的基础网络设施建设,为未来实现覆盖全球的量子保密通信网络奠定科学与技术基础。下一步,济南将布局量子保密通信移动应用产业,充分借助现有的先发优势和基础条件,打造千亿级量子科技产业,为加速创建“世界一流高科技园区”、推进“东强”战略实施、助力扬起省会‘龙头’作出更大贡献。

该工作得到了山东省、济南市和济南高新区的大力支持。

论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-020-03093-8