“墨子号”首次量子保密洲际通信细节公布

新华社1月20日消息，国际权威学术期刊《物理评论快报》19日以封面论文的形式，介绍了去年9月中国与奥地利科学家借助“墨子号”卫星成功实施的世界首次量子保密的洲际视频通话。

按照两国科学院2011年底在北京签署的洲际量子通信合作协议，中奥联合团队利用“墨子号”卫星于去年年中开展了距离达7600公里的洲际量子密钥分发实验。在实验中，“墨子号”分别与河北兴隆、奥地利格拉茨地面站进行了星地量子密钥分发，然后以卫星作为中继，建立了兴隆地面站与格拉茨地面站之间的共享密钥，实验中获取共享密钥数据量约800千比特。

基于共享密钥，采用一次一密的加密方式，中奥联合团队在北京到维也纳之间演示了图片加密传输。量子力学的开创者之一、曾获诺奖的奥地利物理学家埃尔温·薛定谔和中国古代哲学家墨子的图像加密后被分别传送到北京和维也纳。

结合高级加密标准AES－128协议，每秒更新一次种子密钥，中奥联合团队建立了一个北京到维也纳的加密视频通信系统，并利用该系统成功举行了两国科学院之间的75分钟洲际视频会议，两院院长白春礼与安东·蔡林格进行了世界首次量子保密视频通话。

“洲际量子通信中，数据是使用量子密钥加密后传输的，监听者无法窃取中间的信息，这是目前人类唯一已知的无条件安全的通信手段，”论文第一作者、中国科技大学高级工程师廖胜凯告诉新华社记者，“除了使用量子密钥进行加密，其他环节与正常的照片传输和视频一样。”

廖胜凯表示，量子密钥分发实验符合预期，较为顺利，但目前建立共享密钥的效率不高，通信速率也有提高空间。他说，发射多颗卫星构成星座网络可以大幅提高洲际量子保密通信的效率，预计5到10年就可以建立一个初步有现实应用能力的星地保密通信网络。

这项实验由中国科技大学潘建伟、彭承志等组成的研究团队，联合中国科学院上海技术物理研究所王建宇研究组、微小卫星创新研究院、光电技术研究所、国家天文台、国家空间科学中心等，与奥地利的蔡林格研究组合作开展。

论文审稿人称赞，洲际量子保密通信网络实验是 “重大技术成果”，“任何不用卫星的方法(如正在发展的量子中继器)可能至少需要10年的时间才能接近这个实验的结果。”