上海交大金贤敏课题组国际上首次实现海水量子通信实验

上海交通大学金贤敏研究团队在国际上首次实验验证了水下量子通信的可行性,观察到了光子极化量子态和量子纠缠可以在高损耗和高散射的海水中保持量子特性,这标志着向未来建立水下以及空海一体量子通信网络迈出了重要一步。该成果以“迈向自由空间海水中的量子通信”为题的长文发表在国际光学领域著名期刊《光学快报》(《Optics Express》)上,并被选为编辑推荐。该工作发表后立即被国际科学杂志《New Scientist》以“首个水下量子纠缠将导致不可破译通信技术”为题进行了报道,加拿大量子卫星项目负责人Thomas Jennewein指出,虽然以前也讨论过水下量子通信的想法,但是迄今还没有看到任何人做过这样的实验。TheNextWeb(TNW)以“科学家发展了基于海水传态的不可破译通信技术”为题进行了报道。FQXI将该工作视为继墨子号量子卫星之后,中国在量子通信领域取得的又一里程碑工作。之后,GIZMODO、Usweekly、RealClearScience也进行了跟踪报道。

量子通信技术是以单光子为信息载体,结合量子叠加和量子不可克隆等量子力学基本物理原理,与通信与系统、计算机科学、以及光科学与工程等学科交叉融合发展起来的新一代信息技术。量子通信有望帮助人类实现真正意义的无条件安全的保密通信,在未来的金融、军事、公共信息安全等方面展现出极大的发展前景,已成为未来信息技术发展的重要战略性方向之一。

基于光纤和自由空间大气信道的量子通信已经被证明是可行的,近年来得到了长足的发展。然而,覆盖了地球70%的海洋是否可以被用作量子信道仍然是未知的。缺少了海洋,全球化的量子通信网是不完整的。该工作展示了实现量子通信技术的“上天、入地、下海”的未来图景是可期的。