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2014年11月20日
[参考消息]中国欲建最大量子通信网 京沪2016实现保密通信

参考消息网11月5日报道  港媒援引负责项目的科学家的话表示,中国将在2016年前建成并投入使用从北京至上海的长达2000公里的全球最大的量子通信网络。

据香港《南华早报》网站11月4日报道,量子通信网络被认为“无法被黑”,将向用户提供最安全的加密技术。

《南华早报》援引新华社的报道称,到2030年左右,将建成全球化的广域量子通信网络。

中国是第一个制订了详细时间表将这项技术投入大规模使用的大国。《南华早报》之前报道称,北京将力争于2016年发射世界上第一个“量子科学实验卫星”。

新华社此前表示,该网络将供政府和银行等关键机构使用。

新华社报道称,在11月3日于合肥举行的国际量子学术大会上,中国科学技术大学量子物理学家潘建伟教授透露了这个雄心勃勃的目标,他是中国量子通信项目的主要科学家之一。

他表示:“中国量子通信科技发展得非常迅速,中国在该领域的很多方面处于领先地位。中国任何一个城市,只要有需求,有愿望,现在都可以建设城域量子通信网络。”

中国科学技术大学量子物理学家陈宇翱是北京和上海之间的“京沪干线”项目总工程师,他表示,北京和上海的城域量子通信网分别将于今年年底和明年夏天建成。加上已经建成的合肥、济南城域量子通信网,只要再完成城市间线路上的接通,预计到2016年就可以实现京沪广域量子保密通信。

报道称,爱德华·斯诺登去年透露,美国正在将目标瞄准可传输大量数据的“网络支柱”,这让中国领导层确信,发展新一代网络技术设施是首要问题。

从理论上来说,量子通信网络是无法攻破的。任何试图拦截加密密钥的企图都会改变量子数据的物理状态,触发通信程序警报。

尽管这项技术早在上世纪80年代就由IBM公司的科学家提出了,但是此前的量子通信局限在短距离范围内,因为从技术上很难远距离维持量子数据的脆弱量子态。

报道称,中国正与其他国家争相开发这项技术,由于资金充裕,中国科学家最近几年取得了大量重大突破。去年潘建伟的团队进行了全球首次卫星与地面之间量子密钥分发的全方位地面验证。

欧洲、日本和加拿大政府都打算启动自己的量子通信卫星项目,美国一家私营企业正在从联邦政府寻求资金,提议建设一个长达1万公里的网络连接主要城市。

报道称,北京和上海之间的项目于去年启动。尽管政府没有透露预算,但是内地科学家称,建设1个万用户的城域量子通信网络需要投资1亿元左右人民币。

 

参考消息2014-11-5http://china.cankaoxiaoxi.com/2014/1105/553805.shtml

 

【延伸阅读】中国开始建设世界上最远距离量子通信干线

参考消息网5月10日报道 在两项最新进展推动下,网络安全领域应用量子物理向着实现远距离数据安全传输这一梦想更靠近了一步。

据英国《自然》周刊4月24日一期报道,近日,中国开始建设世界上最远距离的光纤量子通信干线——连接北京和上海,光纤距离达到2000公里。另一方面,由东芝、英国电信集团、德国ADVA光网络公司以及英国国家物理实验室组成的联合研究组宣布了通过现场网络实验而得出的“令人鼓舞”的研究成果,验证了在进行经典通信的同时实现量子通信的可行性。

数据安全依赖于密钥(由数字0和1组成的一段序列,用于对信息进行加解密)的安全性。然而传统的加密系统中,密钥在传输过程中面临着被窃听的风险。而量子通信通过一项利用光子微观特性的量子密钥分发技术“解决了现有通信系统中这一最薄弱的环节”,提供量子密码产品和服务的瑞士公司ID Quantique的共同创始人和首席执行官格列瓦·里波迪说。

量子密钥分发利用单光子的量子状态对密钥进行编码。当存在任何窃听时,量子力学原理决定了这种行为一定会扰动光子的量子状态,从而被通信方察觉。中国上述投资约1亿美元的开创之举和上面提到的联合研究中的系统都应用了量子密钥分发技术。

中国科学技术大学的潘建伟教授——其团队牵头实施“京沪干线”工程——介绍道:“‘京沪干线’不仅将为政府和金融机构提供最高安全等级的通信保障,也将是检验量子物理基本原理和测试、应用新技术的试验床。”

潘建伟希望结合这个地面光纤网络和将于明年发射的量子科学实验卫星来实现广域的量子通信网络。同时,这将为诸如量子力学非定域性等量子物理基本原理的检验提供研究平台。

中国并非唯一开展远距离实用化量子通信网络建设的国家。巴特尔纪念研究所的研究人员唐·海福德领导的团队和ID Quantique合作,已着手在该机构位于美国哥伦比亚市的总部和华盛顿地区办公室间建立长达650公里的量子通信线路。据海福德透露,他们还进一步计划,在此线路的基础上建立起连接美国主要城市、总长超过1万公里的环美国量子通信网络。

中国和美国的这两个量子通信网络都利用暗光纤作为传送量子信号的线路。不过,来自剑桥大学东芝(欧洲)研究中心的安德鲁·席尔兹认为,暗光纤“并非随处可得,并且可能价格昂贵(因为要占用一条单独的光纤)”。这一问题自然的解决之道就是尝试在“亮光纤”——即用来进行经典通信的光纤——上传送量子信号。然而通常情况下,用以进行经典通信的光强达到每个光脉冲包含数千亿个光子,相比之下,单光子级别的量子通信信号就直接被湮没。

席尔兹及其同事近日发表的研究则成功解决了这一问题。通过波分复用,他们在英国电信集团一条两端相距26公里的亮光纤线路中实现了稳定的量子密钥分发:在一根光纤内四通道经典通信数据的强光背景下,高速的量子密钥分发持续了数个星期。

(2014-05-10 15:00:00)

【延伸阅读】港媒:中国量子通信技术令窃听“无处寻踪”

中新网11月18日电 美国窃听海底光缆的丑闻最近被曝光。日媒称美国曾请求日本协助监听中国海底光缆。香港《大公报》今日刊文称,目前,防止信息被窃听的最有效方法是进行加密,中国在量子通信领域已经走在世界前列,并在潜艇上先行先试,深海保密通信取得了成功,对“反窃听”意义重大。

文章分析称,相比普通电缆,光缆更难窃听。由于光缆通信的载体─光波是在密封的内部传输,很难泄漏出来,即使在光缆转弯处,漏出的光波也十分微弱。如果在表面涂上消光剂,效果更好。因此,光缆通信一度被认为是安全的,但之后光缆通信的绝对安全性被打破,窃听海底光缆逐步由设想变成现实。

文章援引报道称,美国国家安全局(NSA)观点表示,如果不解决光缆窃听的问题,美国将损失70%情报能力。1989年,NSA(美国安全局)开始研究光缆窃听技术,上世纪90年代中期,NSA首次进行海底光缆的窃听试验,操作人员通过深潜器将一段海底光缆拉进特制工作舱内,成功切开一条光缆。

这次试验并未被光缆运营商发现,这意味美国掌握了海底光缆窃听技术。不过当时的信息处理设备无法处理光缆中的海量信息,因此未广泛使用。

安装窃听装置长期监听

文章称,2005年3月,美国“海狼”级核潜艇“吉米卡特”号服役,它具备海底光缆窃听功能,配备专门用于安装窃听装置的深潜器。该潜艇最大下潜深度达到610米,通过坐沉海底,释放深潜器实施窃听,或者将窃听装置安装到光缆上长期监听。

据美方数据透露,光缆窃听主要有两种方式:光缆窃听和中继站窃听。窃听技术也有多种,有时需要用一根极细的“针管”,针管中空部分是一根引线,剥开光缆外皮后,把针插入光缆内,针头的光纤与光缆中的光纤连接,光束会被部分引入窃听装置。

而光缆中的光强衰减并不影响光缆正常工作。另一种方法是将光缆剥开至裸纤,将光缆稍微弯曲,光束会在弯曲处泄出部分信号,对该信号进行截获分析便可达到窃听目的。

中继站窃听更容易,通过打开光缆中继器加装窃听装置可以进行窃听,监听装置会通过和NSA的中继站保持通信,源源不断将相关信号传送到分析人员手中。

美国研究出光缆窃听技术,别国就会找出防止被窃听的方法。文章援引一名中国信息安全专家观点指出,防止光缆窃听最直接的办法是进行监测,通过光缆的参数变化等情况,判断有无被窃听。

最常见的是光缆传感器技术,传感器分为分布式和准分布式,分布式传感器技术已广泛应用到光缆线路的工程和维护中。不过,这些技术还不足以灵敏地发现窃听,毕竟光缆泄漏的能量非常小,为此各国正研究更先进的反窃听技术。

量子传输技术密不透风

文章还表示,目前,最新的反窃听技术是对信息进行加密。用于光缆通信的加密技术主要有三种:量子加密、混沌加密和光码分多址加密技术。

2011年10月,中国在国际上首次成功实现百公里内量子实现信息传输,这为中国发射全球首颗“量子通信卫星”奠定技术基础。量子保密通信的应用范围很广,凡需要保密的内容都可以用。只需要在现有的光缆上加一个量子技术,就能实现信息保密。尤其在关键领域里,无论是电话通信还是网络通信,中国的量子通信技术在背后都起“保护神”的作用。

(2013-11-18 17:05:00)

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