美空軍完成世上首次晝間自由空間量子通信試驗

2019年5月23日，美空軍研究實驗室宣布其「星火」光學試驗場（SOR）在典型的天-地衛星鏈路條件下，成功完成了世上首次晝間自由空間量子通信試驗。

1. 背景

隨著計算機和互聯網的發展，信息技術正深刻地改變著人們的生活方式。而斯諾登曝光的包括＂稜鏡＂項目在內的美國政府多個秘密情報監視項目，也引發了人們對互聯網時代信息安全的普遍擔憂。信息安全己經成為全世界範圍內的重要議題，其中經典加密技術是核心。然而，經典加密技術大多是基於特定數子問題的計算複雜性，在理論上都不能保證絕對安全。而基於＂量子不可分割＂和＂量子不可克隆定理＂的量子力學基本原理，量子通信技術為網路信息安全提供了一種全新的安全通信方案。

2. 試驗情況

與可以通過無線電波傳輸的數字信息相反，量子信息由單個光粒子攜帶，因此在晝間完成自由空間量子通信一直是科學界面臨的挑戰，因為它常常受到晝間光線的干擾。

美空軍研究實驗室定向能理事會主任科利·哈梅特博士表示，這是全球首次完成該種類型的演示，美空軍研究實驗室把量子通信技術與自適應光學(AO)技術支撐的先進濾波技術相結合，為本次演示開發了緊湊的自適應光學系統，使量子通信能在晝間通過大氣完成。

長距離傳輸單個光子並在晝間光線環境中檢測它們對於充分發揮量子技術的潛力至關重要。量子通信將允許量子計算機快速聯網，以前所未有的安全性提高計算能力。

3. 未來計劃

SOR的量子通信研究首席研究員馬克·格林愛森博士表示，SOR未來將進行一系列演示多種量子通信協議的試驗，本次現場試驗只是一個開始，後續演示將推動其他量子通信技術的發展，這些技術同樣可以通過AO技術得以實現。此次試驗對於未來實現全球規模的「量子互聯網」具有重要的推動作用，美空軍研究實驗室及其他機構在該領域的持續研究與開發將為軍民領域的網路信息安全提供全新的安全通信方式。

來源 ：美國《每日航天網》/圖片來自互聯網

軍事科學院軍事科學信息研究中心唐 睿

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