日前,由中國科學技術大學潘建偉院士及其同事張強、陳騰云與清華大學馬雄峰等組成的聯合研究小組,共同研發了高效低噪聲上轉換單光子探測器,成功解決了現實環境中單光子探測系統易被黑客攻擊的安全隱患,大大提高了現實量子密鑰分發系統的安全性。
基于量子密鑰分發技術,新一代量子通信被認為是安全性最高的通信方式,然而由于其理論方案要求使用理想的單光子源和單光子探測器,在現實條件下很難實現。2007年,中科大潘建偉研究小組成功解決了非理想單光子源帶來的安全性漏洞,但隨后探測器的不完美性又成為“量子黑客”的主要攻擊點,并出現了“時間位移攻擊”“死時間攻擊”和“強光致盲攻擊”等攻擊方案。
為解決這一問題,潘建偉與同事張強、陳騰云等人發展了獨立激光光源的干涉技術,利用與美國斯坦福大學聯合開發的高效低噪聲上轉換單光子探測器,并結合清華大學馬雄峰教授的理論分析,近期在世界上首次實現了與測量設備無關的安全量子密鑰分發,解決了探測系統的安全隱患。另外,該實驗系統兼顧采用誘騙態方案,同時保證了非理想光源系統的安全性。
由于該工作在實用化量子通信領域的重要意義,被審稿人稱贊為“該領域的重要貢獻”。同時,《物理評論快報》也以新聞發布的形式向科技界新聞媒體重點推介了該工作,包括《科學》雜志、《物理學觀點》和《經濟學人》在內的多家歐美科技新聞媒體都對此工作進行了專題報道。
多年來,潘建偉小組在基于光纖的城域、城際量子保密通信方面開展了較為系統的前瞻性研究,取得了多項開創性的成果:2007年在世界上首次實現百公里誘騙態量子密鑰分發,2008年在實現基于誘騙態的光纖量子通信原型系統的基礎上,在合肥成功組建了世界上首個互聯互通的光量子電話網。
該研究得到了中國科學院、國家自然科學基金委、科技部和山東省的支持,特別是科技部“973”青年項目、中組部“青年千人”、中科院“百人計劃”和山東省量子通信公共研發平臺等項目的支持。
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