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通信安全是人們數(shù)千年來一直追求的目標。在現(xiàn)代社會,包括商業(yè)和金融、軍事和國家安全在內(nèi)的很多領域都依賴通信安全。目前的加密方法如RSA和SHA通信協(xié)議都面臨著來自量子計算機的威脅。而另一方面,基于量子力學基本原理的量子密鑰分發(fā)提供了原理上無條件安全的加密方式,從而提供了一種終極的安全通信手段。
潘建偉的工作使得中國在量子通信領域處于世界領先地位。他的團隊首先于2009年在合肥、2012年在濟南使用光纖實現(xiàn)了城市量子通信網(wǎng)絡。在2016年,他們使用光纖在北京和上海間建設了世界上最長(超過2000公里)的量子鏈路,并通過十幾個可信中繼站來克服脆弱量子信號的衰減。為了克服由于不完美的單光子源和探測器導致的安全漏洞,潘建偉團隊發(fā)展了誘騙態(tài)量子密鑰分發(fā)和基于獨立光子干涉的測量設備無關量子密鑰分發(fā),使得量子通信的現(xiàn)實應用成為可能。該團隊還率先發(fā)展了包括糾纏交換和糾纏純化、量子存儲和相位穩(wěn)定方法在內(nèi)的量子中繼技術,來最終取代這些可信中繼。潘建偉發(fā)展的多光子干涉在這些技術中再次發(fā)揮關鍵作用。