星期日, 5 4 月

大陆量子手机亮相 专家揭秘量子技术如何防窃听

大陆量子通信技术出现新突破。中国电信与国盾量子近日展示两款量子通信手机样品REED ONE GK5,计划年底或明年初上市,技术实现一次一密传输,并融入最新单光子探测器。科大国盾副总工程师唐世彪指,传统光通信依靠强光脉冲,每个脉冲含上亿个光子;而量子通信采用单个光子传输,单光子不可复制或拆分,若有人尝试截取或窥视,光子状态将发生改变,相当于发出警报,自然无法窃听。

据快科技报导,中国电信与国盾量子近日联合展示两款量子通信手机样品REED ONE GK5,整机零部件全数中国制造,而这两款手机基于量子加密不可克隆原理(No-cloning theorem,不可复制原理),核心晶片搭载紫光展锐T9100及双SPU加密单元,并配备自主安全沙箱系统,量子密钥预置于国产密码晶片安全SIM卡,可对通话及数据进行即时加解密,已具备量产条件,面向金融、政务等高安全场景。

大陆央视新闻指出,唐世彪表示,经典的光通讯是透过发射强光去通讯的。每个脉冲里面大概至少有上亿个光子。而量子通信则使用单个光子传输,单光子不能被复制或拆分。所以若有人尝试偷偷拦截,或试图窃听,光子状态会改变并发出警告,对方自然无法窃听。

量子通信核心技术包括单光子探测器。唐世彪与团队历经17年攻关,研发出第六代双通道单光子探测器,其体积仅拇指盖大小,比初代产品缩小逾200倍,是目前体积最小、集成度最高的单光子探测器。他回顾称,早期中国量子技术基础薄弱,核心器件完全依赖进口。团队经过两年研发才制出首台单光子探测器,但初期测试信号不稳定,他说,「当时就觉得信号老是不出来,不只是我们崩溃,合作伙伴也很崩溃。」

在反复验证器件结构与电路设计中,唐世彪萌生为探测器加装「小漏斗」以聚光的想法。他与团队筛选十多种材料,最终选定特殊金属材质,研制出国内首台单光子探测器,探测效率超过进口产品五倍。2017年,该技术应用于全球首条量子保密通信京沪干线,使中国量子通信技术跃升。

唐世彪随后提出将单光子探测器集成到晶片上,历经3年、20多版设计方案及上百次迭代优化,最终创新提出「分腔隔离」结构,有效隔绝电流干扰与信号串扰,实现可靠运行。目前,大陆自主研发的量子通信核心组件已缩小至手掌大小,并融入大数据、专网及云服务等领域,在政务、金融及电力等行业应用。

量子通信核心技术包括单光子探测器。科大国盾副总工程师唐世彪与团队历经17年攻关,...
量子通信核心技术包括单光子探测器。科大国盾副总工程师唐世彪与团队历经17年攻关,研发出第六代双通道单光子探测器,其体积仅拇指盖大小,比初代产品缩小逾200倍,是目前体积最小、集成度最高的单光子探测器。图/取自央视新闻

科大国盾副总工程师唐世彪指出,经典光通讯依靠强光脉冲传输,而量子通信使用单光子,...
科大国盾副总工程师唐世彪指出,经典光通讯依靠强光脉冲传输,而量子通信使用单光子,若有人窃听,光子状态会改变并发出警告,自然无法窃听。图/截自央视新闻微博影片