【分析】我国量子通信系统性能待提高,技术瓶颈待突破

赛迪顾问 2020-03-25 13:45:09


2016年8月16日,我国研制的首颗量子科学实验卫星发射成功,京沪、杭沪干线和乌镇量子通信城域网也即将建成,标志着量子保密城际固网建设逐步展开。在此之前,量子通信即被列入“十三五规划”十大重点推进项,这无疑从政策层面为火爆的量子通信保驾护航。现在无论是资本市场的表现,还是各种相关会议的爆满,或是各种媒体上相关话题的关注度,都表明市场对量子通信的期待值猛增,量子通信的时代已经临近。


在典型的光纤传输量子密钥分发系统中,百公里长距离传输条件下,其系统可用的安全码率约为100kbit/s量级,相对于现有光传送网基于波分复用和相干传输技术实现的Tbit/s量级的信息传输差距很大,难以实现对信号的一次一密加密;而在数十公里量级的短距离传输中,由于量子密钥分发系统协议处理机制和器件性能的限制,能够实现的安全码率约为2 Mbit/s量级。量子密钥分发系统通过协议改进和发展新型器件进行性能提升的难度较大,其核心器件,如单光子源、高品质纠缠光源、高性能光子探测器等器件的研发进展相对缓慢。


在广域量子通信组网方面,由于量子态存储和纠缠操控技术目前尚不成熟,所以基于纠缠交换和量子存储的量子中继方案目前难以使用,现有报道的量子通信长距离传输和组网均为基于可信中继节点量子密钥管理器的密钥中继方案。星地量子通信是未来实现广域组网的一个可选方案,但目前尚无量子通信卫星平台的实验验证,其中涉及的关键技术和系统性能仍需进一步验证。