屡破纪录 济南量子院展现硬实力

信息来源:科技日报 日期:2021-01-12

  1月7日凌晨,国际顶级期刊《自然》刊登了以《跨越4600公里的天地一体化量子通信网络》为题的论文,我国科学家潘建伟团队与合作伙伴实现了地面跨度4600公里的天地一体的大范围、多用户量子密钥分发,验证了构建天地一体化量子通信网络的可行性。

  很多人不知道,这一突破背后,“济南力量”不得不提——地处济南市高新区舜华路747号的济南量子技术研究院(以下简称济南量子院)以及“济南试验田”的作用凸显出来。

  科技日报记者从济南量子院采访获知,在量子保密通信“京沪干线”与“墨子号”量子卫星成功对接的基础上,该院教授王向斌、张强、周飞与潘建伟团队等合作,构建了世界上首个集成700多条地面光纤量子密钥分发(QKD)链路和两个卫星对地自由空间高速QKD链路的广域量子通信网络。经过两年多稳定性、安全性测试,实现了跨越4600公里的多用户量子密钥分发。

  《自然》杂志审稿人评价称,这是地球上最大、最先进的量子密钥分发网络,是量子通信“巨大的工程性成就”。

  据了解,济南量子院主要开展量子科学基础研究和应用基础研究,为量子科研成果转化提供技术支撑,组织量子科技公共研发平台建设,建设量子保密通信试验网,负责山东量子科技人才引进。潘建伟院士为该院学术委员会主任,同时,学术委员会还包含王小云、王建宇等15名两院院士。

  济南量子院周飞教授告诉科技日报记者,世界首条量子保密通信干线——“京沪干线”,覆盖我国四省三市32个节点,包括北京、济南、合肥和上海4个量子城域网,通过两个卫星地面站与“墨子号”相连,目前已接入金融、电力、政务等行业的150多家用户。

  由该院建成的“济南量子保密通信试验网”是京沪干线中一个重要的接入网络,业务涵盖政务、金融、政法、科研、教育5大领域,可实现基于安全可靠、集成化、工程化的量子密钥分发系统,为用户提供基于量子安全的电话、传真、文件和文本通信业务,是当时世界上规模最大、功能最全的实用化城域量子通信网络。

  2017年,济南建成首个商用化量子通信网络“济南市党政机关量子通信专网”,并在2019年与中科大合作完成全球首套小型化可移动量子卫星地面站建设,在济南实现了与“墨子号”量子科学实验卫星成功对接,迈出了从实验室走向产业化的第一步,通过“墨子号”构建天地一体化广域量子通信网络,加快济南与世界基于量子保密通信的互联互通。

  2019年底,国际电信联盟“面向网络的量子信息技术焦点组”成立大会暨第一次会议在济南召开,济南量子院执行院长张强教授担任焦点组首任主席。国际电信联盟电信标准化部门(ITU-T)正是基于天地一体化量子通信网络大量测试结果及标准化研究成果,起草了可信中继安全要求、QKD网络功能架构等国际标准。

  2020年,该院在量子通信领域屡破世界纪录。比如,去年2月,该院与中科大合作创造509公里光纤量子通信世界最远传输距离新纪录;9月,该院合作研制出国际首个集成化的多通道量子频率转换芯片;10月,该院合作研制出国际首个双波导方案的宽谱颜色无关单光子探测器。

  近年来,济南充分发挥量子标准化的引领带动作用,汇集了全国量子计算与测量标准化技术委员会、国际电信联盟量子信息技术焦点组对口单位,逐步成为世界量子信息标准化工作的主要阵地和战略要地。

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