川观新闻记者 徐莉莎

约一个世纪前

“上帝到底掷不掷骰子”的

爱因斯坦-玻尔论战

为人类开启了量子世界之门

如今,量子科技引领着新一轮

科技革命与产业变革方向

四川有多少团队正在从事相关研究?

他们的成果如何?

川观新闻记者为你盘点——

量子科研“四川队”

中国网安队

中国网安量子保密通信团队

研究方向

量子保密通信

作为川内较早涉足量子通信的企业,中国电子科技网络信息安全有限公司(简称“中国网安”)早在2017年便研制出当时世界速率领先的量子随机数发生器

其研发的量子熵源芯片,与华为鲲鹏920处理器、特斯拉自动驾驶芯片一道,入选2019年世界互联网大会“世界互联网领先科技成果”

中国网安研发的量子熵源芯片

中国网安研究员徐兵杰为记者展示了团队研发的小型化量子随机数发生器——外形如手机大小,量子随机数实时产生速率超过2.3G比特每秒。

高速量子随机数发生器

技术原理


在量子科技三大应用方向中,量子保密通信是一大热门。而其中的关键——量子随机数发生器技术与量子密钥分发技术更是重中之重,难中之难。


量子密钥产生的质量如何、效率高低,都取决于发生器性能的好坏。一台量子随机数发生器的速率越高,就意味着在单位时间内能产生更多的密匙,从而让‘窃听者’难以破解密钥,确保通信安全。

中国网安研发的连续变量量子保密通信系统样机

中国网安如今在连续变量量子密钥分发和量子随机数产生技术方向上的研究已处于国际先进水平,其研发出的系列量子保密通信样机,已构建起覆盖量子态制备、传输控制、探测及数据处理等关键环节的完备知识产权保护体系

川大物院队


四川大学物理学科量子弱测量实验设备--学生正在做实验

研究方向

量子调控、量子信息

四川大学物理学院的一支科研团队,正聚焦量子调控与量子信息领域最基本、最核心的前沿,致力于找寻新的方法破解当前在量子科技领域的一些世界性难题

四川大学物理学科超快瞬态光谱--静态光谱表征实验设备

研究方向聚焦在光与量子电子体系的强耦合微观机制、数值重整化群方法计算量子格点……(过于专业此处省略1000字,向从事基础研究的专家们致敬)

学院教师在《Science》合作发表论文 2 篇、在《Nature Energy》、《Physical Review Letters》等发表论文多篇,在国内外取得重要影响。

电子科大队


电子科技大学信息与量子实验室

研究方向

量子互联网


郭光灿院士亲自指导

作为电子科技大学基础与前沿研究院名誉院长,我国著名量子信息专家、中国科学院院士郭光灿指导该大学相关团队布局量子科研已有4年。

 中国科学院院士郭光灿与电子科技大学信息与量子实验室成员交流。

目前,电子科技大学信息与量子实验室承担多个国家级重大重点项目,研究方向围绕量子互联网中的网络平台建设、量子精密测量等方面展开,并与省内外多家机构进行优势互补的交流合作。

许多青年学者一边紧追量子互联网等前沿研究,一边又积极利用量子科技成熟研究成果赋能现实场景。

实用案例


为了破解当下航空器电子通信系统在逐步“光纤化”后的安全监测难题,周强教授的团队与专攻航电总线综合解决方案的成都成电光信科技股份有限公司展开合作。


他们利用光量子探测的灵敏性,把光量子技术中的关键技术模块与传统光纤链路监控系统相结合,研制出国内首个新型监测机载光纤链路健康的设备。目前,该设备正在相关企业做量产前的准备。


单光子探测-光纤链路健康状态监控设备样机


“这套设备的特点,一是非侵入,二是找得准,能在不拆卸机身的情况下,帮助定位飞机内部‘病灶’,为在飞机通信系统的可能故障点展开‘微创手术’创造条件。”


周强介绍,“传统技术的检修创面最小有50厘米,现在缩小足足10倍,只需5厘米。”

中物院微太中心队

中国工程物理研究院微太中心量子认证团队部分成员

研究方向

量子认证

中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心量子认证团队的研究方向——基于量子特性的身份认证技术。

技术原理


副研究员姚尧介绍,利用量子的叠加性,以及未知量子态的不可克隆性,进行身份验证,就会多一重保障。


“物质内部构造具有唯一性。就像验钞,当用激光穿透钞票时,投影出的散斑也具有唯一性。哪怕是一张纸,打湿后再晒干,同一个位置,同样的光源,得到的散斑也不尽相同。”


姚尧介绍,“如果我们把激励光源换成量子态,由于量子具有叠加性、未知量子态还有不可克隆性,进行认证就将多了一重保障。”

 中国工程物理研究院微太中心研制的量子认证样机



有啥优势?


量子认证的认证过程不需要事先存储或者共享密钥,也不基于未经证明的数学假设,相对于传统的身份认证方式有着巨大的优势。


借助量子科技,不仅能制造出真正“完全无法复制”的银行卡、身份证等,还能用于重要装置的使用控制和授权管理。

目前,中物院微太中心相关团队已突破量子激励调制、响应散斑探测等涉及量子认证应用的关键技术,搭建起国内首套量子认证原理性实验验证系统,已初步实现通过量子认证对重要装置的授权使用功能演示。

既有人深耕量子科技的基础研究

也有团队在“沿途下蛋”

用量子科技赋能现实场景

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了解《发力量子科技,四川还缺啥?》

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