Chinese wetenschappers hebben 's werelds eerste geïntegreerde kwantumcommunicatienetwerk opgezet, het combineren van meer dan 700 optische vezels op de grond met twee grond-naar-satellietverbindingen om quantumsleuteldistributie te bereiken over een totale afstand van 4, 600 kilometer voor gebruikers in het hele land. Het team, geleid door Jianwei Pan, Yuao Chen, Chengzhi Peng van de Universiteit voor Wetenschap en Technologie van China in Hefei, gemeld in Natuur hun laatste vorderingen in de richting van de mondiale, praktische toepassing van een dergelijk netwerk voor toekomstige communicatie.

In tegenstelling tot conventionele encryptie, kwantumcommunicatie wordt als onhackbaar beschouwd en daarom de toekomst van veilige informatieoverdracht voor banken, elektriciteitsnetten en andere sectoren. De kern van kwantumcommunicatie is kwantumsleuteldistributie (QKD), die de kwantumtoestanden van deeltjes gebruikt, b.v. fotonen - om een ​​reeks nullen en enen te vormen, terwijl afluisteren tussen de zender en de ontvanger deze string of sleutel zal veranderen en onmiddellijk zal worden opgemerkt. Tot dusver, de meest voorkomende QKD-technologie maakt gebruik van optische vezels voor transmissies over honderden kilometers, met hoge stabiliteit maar aanzienlijk kanaalverlies. Een andere belangrijke QKD-technologie maakt gebruik van de vrije ruimte tussen satellieten en grondstations voor uitzendingen op duizend kilometer niveau. in 2016, China lanceerde 's werelds eerste kwantumcommunicatiesatelliet (QUESS, of Mozi/Micius) en bereikte QKD met twee grondstations die 2 zijn, 600 km uit elkaar. in 2017, een meer dan 2, Tussen Peking en Shanghai werd een 000 km lang glasvezelnetwerk voltooid voor QKD.

Met behulp van vertrouwde relais, het glasvezelnetwerk op de grond en de satelliet-naar-grondverbindingen werden geïntegreerd om meer dan 150 industriële gebruikers in heel China te bedienen, inclusief staats- en lokale banken, gemeentelijke elektriciteitsnetten, en e-overheidswebsites. Dit werk laat zien dat kwantumcommunicatietechnologie kan worden gebruikt voor toekomstige grootschalige praktische toepassingen. evenzo, een mondiaal kwantumcommunicatienetwerk kan worden opgezet als nationale kwantumnetwerken uit verschillende landen worden gecombineerd, en als universiteiten, instellingen en bedrijven komen samen om gerelateerde protocollen te standaardiseren, hardware.

In de laatste paar jaar, het team heeft de prestaties van verschillende delen van het geïntegreerde netwerk uitgebreid getest en verbeterd. Bijvoorbeeld, met een verhoogde kloksnelheid en een efficiënter QKD-protocol, de satelliet-naar-grond QKD heeft nu een gemiddelde sleutelgeneratiesnelheid van 47,8 kilobits per seconde, dat is 40 keer hoger dan het vorige tarief. De onderzoekers hebben ook het record voor QKD op de grond naar meer dan 500 km geduwd met behulp van een nieuwe technologie genaamd twin-field QKD (TF-QKD).

Volgende, het team zal het netwerk in China en met hun internationale partners uit Oostenrijk verder uitbreiden, Italië, Rusland en Canada. Ze streven ook naar kleinschalige, kostenefficiënte QKD-satellieten en grondontvangers, evenals satellieten met een gemiddelde en hoge baan om de aarde om altijd, tienduizend km-niveau QKD.