為構(gòu)建更安全的GPS奠基!“墨子號(hào)”衛(wèi)星首次實(shí)現(xiàn)量子安全時(shí)間傳遞
5月11日,一項(xiàng)發(fā)表在國際學(xué)術(shù)知名期刊《自然·物理》上的成果顯示,中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉及其同事彭承志、徐飛虎等利用“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星,在國際上首次實(shí)現(xiàn)量子安全時(shí)間傳遞的原理性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,為未來構(gòu)建安全的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。
高精度時(shí)間傳遞是日常生活中導(dǎo)航、定位等應(yīng)用的核心技術(shù)。
目前廣泛采用的時(shí)間傳遞技術(shù)主要包括衛(wèi)星導(dǎo)航定位、光纖網(wǎng)絡(luò)等時(shí)間傳遞方案。
近年來,時(shí)間傳遞的安全性得到了廣泛關(guān)注。各種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、金融、電力能源網(wǎng)絡(luò)等,都需要統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)。
這些系統(tǒng)一旦遭受惡意攻擊,所造成的時(shí)間錯(cuò)誤將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)崩潰、導(dǎo)航定位錯(cuò)誤等重大安全性事故。
當(dāng)前,廣泛使用的時(shí)間傳遞技術(shù)面臨著數(shù)據(jù)篡改、信號(hào)欺騙等各種攻擊的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
為此,潘建偉團(tuán)隊(duì)首次利用單光子量子態(tài)同時(shí)作為時(shí)間傳遞和密鑰分發(fā)的信號(hào)載體,進(jìn)行時(shí)間同步和密鑰生成。該密鑰可用來加密經(jīng)典時(shí)間數(shù)據(jù),從而確保時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/strong>
基于“墨子號(hào)”量子實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星,潘建偉團(tuán)隊(duì)突破了星地單光子時(shí)間傳遞、高速率星地雙向異步激光時(shí)間應(yīng)答器等關(guān)鍵技術(shù),實(shí)現(xiàn)了星地量子安全時(shí)間同步的技術(shù)驗(yàn)證,獲得了30ps精度的星地時(shí)間傳遞,此精度達(dá)到了星地激光時(shí)間傳遞的國際先進(jìn)水平。