量子密码通讯中的电子学

中国科学技术大学核电子学实验室

量子密码术

世界首个量子电话网

  • 2008年在实用化量子通信方面取得了重大进展 ,在合肥建成世界上首个光量子电话网
  • 在商业光纤网络的基础上，组建了可自由扩充的光量子电话网，节点间距达到20公里，实现了“一次一密”加密方式的实时网络通话和3方对讲机功能，真正实现了“电话一拨即通、语音实时加密、安全牢不可破”的量子保密电话。
  • 该成果已于2009年4月发表在光学快报上，并立即被美国《科学》杂志以“量子电话呼叫”为题进行了报道。全国人大常委会副委员长、中国科学院院长路甬祥向中国科学技术大学发来贺信。

安全保障

  • 量子（随机，叠加）性——不可分取,不可预测
  • 不可克隆定理：不可能构造这样的量子设备，它对任意的｜ψ＞，在给定｜ψ＞的条件下，输出｜ψ＞｜ψ＞ ——不可拷贝
  • 量子测量塌缩——一旦测量将破坏原量子态

    • 目前，量子密钥分配技术的实验已经成功实现，在距离超过200km的两个用户之间成功建立了密钥

  • 2009年在实用化量子通信方面继续取得了进展，成功研制5节点的星型量子通信网络，
  • 在合肥构建了全球首个全通型量子通信网络，实现了全功能运行，建成了中国第一个可实际应用的量子通信网络，也是全球首个城域量子通信网络。
  • 2009年8月，通过中国科学院的科技成果鉴定。

世界首个全通型城域网络

光纤量子通信

空间量子通信

密码通讯系统的框图

200km基于诱骗态的QKD实验

控制板

高压控制板

密钥管理板

延迟板

单光子探测器

光源板