量子通信有望实现更远传输距离-新华网
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2025 06/19 11:30:38
来源:参考消息网

量子通信有望实现更远传输距离

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  参考消息网6月18日报道 据《日本经济新闻》6月17日报道,量子加密通信技术研发取得进展,这是利用量子力学原理进行信息交换的技术。东芝公司已成功利用现有光通信基础设施,证实了将通信距离从150公里扩展到更远范围的可能性。中国、英国等国也不断加快研发量子加密通信技术,预计到2050年量子通信将成为生活中不可或缺的重要通信手段。

  量子加密通信是通过光子承载信息并进行传输的技术。每个光子可承载1比特的信息,并以连续的方式发送,从而实现数字信息的传输。通过量子加密通信发送用于解密的密码钥匙,这一技术被认为在金融交易、防务情报等高度保密的信息交换中具有良好的应用前景。

  当前面临的一大挑战是通信距离。在长距离传输中,光子非常不稳定,可能在传输过程中消失。150公里被认为是这一技术的通信极限。若要实现更远距离的通信,则需在中继点将量子信息转化为数字,并再用其他光子重新发送。

  尽管量子通信被认为是一种高度安全的通信技术,但中继点被非法访问的风险也不容忽视。此外,为了原封不动地直接传送中继量子信息,有必要使用接近绝对零度(零下273摄氏度)的特殊冷却装置。

  东芝成功利用现有光纤设备,在德国两座数据中心之间实现了253.9公里的量子通信,无需使用特殊冷却装置作为中继器。该成果已于2025年4月发表于英国学术期刊《自然》。

  东芝采用了2018年发布的“双场量子密钥分发(TF-QKD)”方法,对量子通信加以利用,发送方和接收方从各自地点向中间点发送光子。在中间点对从两个方向发送而来的光子检测结果进行分析,并根据反馈信息准确传递密钥信息。

  中间点的光子检测装置在大约零下30摄氏度的温度下工作,设备长约42厘米,易于移动。此次东芝成功地利用现有光纤交换光子,并在中间数据中心设置检测装置,完成了量子钥匙的传递。

  为了延长量子通信的传输距离,中继装置的本体设备及其维护成本可能会很高。目前,中继器仍停留在实验室级别,实现实用化并非易事。

  东芝的专家鲸冈真美子表示:“相比其他长距离连接方法,此技术在实用性方面具有优势。”熟知量子技术情况的横滨国立大学教授堀切智之指出:“关于将距离较远的地点连接起来进行量子通信的方式,现在已出现多种选项。东芝的技术有望成为一个强有力的选项。”

  各国争相开发量子加密通信技术,国际竞争日趋激烈。中国在北京、上海等城市内建立了量子通信网络,各城市之间也建有量子通信线路。2025年3月,中国科学技术大学等机构宣布,利用专用卫星在中国和南非之间成功进行了超过1.29万公里的量子密钥分配实验。

  英国在伦敦市内建立了商用量子加密通信网络,汇丰银行等正在进行实证实验。美国、欧盟及韩国等国家和组织也在大城市内推进量子加密通信网络建设。

  在日本,情报通信研究机构正主导推进“东京QKD网络”试运行,东芝等企业和机构共同推进研发量子加密通信,旨在将这一技术投入实际应用。日本也在积极与国外开展合作,2025年4月与英国签署了量子技术研发合作谅解备忘录。

  正因为量子通信网络涉及高度保密文件的传输,所以有必要从经济安全角度出发加强相关合作。(编译/马晓云)

【纠错】 【责任编辑:郭晓婷】