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重大突破!中国领先世界实现量子指纹识别
2016-07-18   来源:智慧城市    点击:38

据最新消息,中国科学技术大学潘建伟院士及其团队,利用线性光学系统,在20公里长的光纤信道中首次实现了量子指纹识别,突破了经典信道传输的极限,使得……


  据最新消息,中国科学技术大学潘建伟院士及其团队,利用线性光学系统,在20公里长的光纤信道中首次实现了量子指纹识别(Quantum Fingerprinting),突破了经典信道传输的极限,使得光纤信息传输的效率提高了80%以上,并将该成果发表在国际物理学权威学术期刊《物理评论快报》上,得到世界物理学界的普遍赞誉和高度认可。


  需要注意的是,这里的量子指纹识别和我们常见的智能手机指纹识别并没有关系,而是一种信息传输中使用的完整性校验机制。当在信道中传输了N比特的消息之后,收发双方需要进行信息比对,经典方法所需要传送的最小信息量为 √N 比特,而量子指纹识别可以将需要传送的信息量降低为 logN 比特,以指数级提高了信道容量和传输效率。

  近年来,随着互联网技术的迅猛发展和大数据时代的到来,光纤通信网络的业务量正在以指数级的速度高速增长。如何利用有限的光纤传输带宽来实现高效的信息传输,一直是摆在科学家们面前的一个难题。可是,随着量子通信的发展和应用,对如何解决该问题指明了新的方向。

  首先,利用量子纠缠效应实现的量子通信技术,有绝对的安全性。其次,利用量子力学的叠加原理,还可以大大提高信息的传输效率。正是由于以上两大优势,科学家们普遍认为量子通信将会是未来的发展方向。

  早在2001年,量子指纹识别的相关理论就被学者提出,但受限于各种技术条件,国际上以往的实验都未能突破现有的经典信息系统极限。这次潘建伟团队搭建了具有主动相位补偿的20公里长双Sagnac干涉仪,结合中科院上海微系统所超导实验室研制的超低噪声超导纳米线单光子探测器,最终实现了传输信息效率比经典方法高84%的量子指纹识别。不但是世界上首次突破经典极限的量子指纹识别,也是首次在实验中观测到量子信道容量相比经典信道的优越性。

  按照中科大官方的报道,潘建伟院士及其团队,与中科院上海微系统与信息技术研究所、美国麻省理工学院的科研人员通力合作,此外还得到了中科院量子信息与量子科技前沿卓越创新中心、中科院超导电子学卓越创新中心、中科院-阿里巴巴量子计算实验室、基金委、科技部、教育部等各个部门和机构的支持。

 

 

  潘建伟团队的相关成果在《物理评论快报》审稿时,审稿专家对这一工作的重要性给予了高度认可,称赞这一实验“提供了量子密钥分发之外的量子信息的重要应用”。欧洲物理学会下属网站《物理世界》在文章未发表之前就进行了相关报道,报道援引国际著名量子通信专家Norbert Luetkenhaus的评论说:“这项研究将开启其他很多(量子通信)方面的新应用。”

 

来源:雷锋网


 

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