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南京天仪邀请中国科学技术大学任继刚研究员

作“空间量子科学及工程需求”学术报告

  

  2021年12月24日15时,在天仪大厦10楼报告厅,中国科学技术大学任继刚研究员应邀来中科院南京天文仪器有限公司作了题为《空间量子科学及工程需求》的学术报告。本次报告会由中科院南京天文仪器有限公司李海波总经理主持。

  任继刚,清华大学博士,中国科学技术大学博士后,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心研究员。主要从事自由空间量子通讯研究,近年来在Nature、Science等国际权威学术期刊上发表40余篇研究论文。在中科院战略先导性科技专项量子科学实验卫星项目“墨子号”中担任主任设计师,带领团队开展空间量子科学实验。

  

图1 学术报告场景图

  本次学术报告主要讲述了空间量子通信的重要意义。量子密钥分发是量子通信的重要研究内容,随着计算能力的提升,经典密码被破译的可能性与日俱增。而量子密钥分发通过量子态的传输,用户共享无条件安全的密钥,这是目前人类唯一已知的不可窃听、不可破译的无条件安全的通信方式。量子通信通常采用单光子作为物理载体,最为直接的方式是通过光纤或者近地面自由空间信道传输。但是,这两种信道的损耗都随着距离的增加而指数增加。利用外太空几乎真空因而光信号损耗非常小的特点,通过卫星的辅助可以极大扩展量子通信距离。同时,由于卫星具有方便覆盖整个地球的独特优势,是在全球尺度上实现超远距离实用化量子密码和量子网络有希望的途径。

  

图2 量子密钥分发原理图

  2004年该团队在国际上首次实现了水平距离13公里(大于大气层垂直厚度)的自由空间双向量子纠缠分发,验证了穿过大气层进行量子通信的可行性。2012年,该团队在青海湖实现了首个百公里的双向量子纠缠分发和量子隐形传态,充分验证了利用卫星实现量子通信的可行性。随后,该团队经过艰苦攻关,于2016年8月16日在酒泉卫星发射中心发射了“墨子号”量子科学实验卫星。在1200公里通信距离上,星地量子密钥的传输效率比同等距离地面光纤信道高20个数量级(万亿亿倍)。任教授还在报告中对我公司从2004年至今,针对空间量子科学不同阶段的实验,专门组织科研团队为空间量子的地面实验和地空实验配套的大量高精度光学设备表示感谢,并高度赞扬了我公司所研制光学设备的优越性能。

图3 空间量子科学的工程需求

  任继刚研究员的学术报告新颖有趣,引起了在场员工和师生们的广泛讨论和积极提问。

  报告结束后,李海波总经理代表公司对任继刚研究员表达了真挚的感谢,并对学术报告作如下总结发言:公司将以本次学术报告为契机,以开阔员工眼界为目的,继续邀请国内外相关领域的专家学者来公司开展学术交流活动,深入开展校企合作,加速推进天文光学设备的产学研一体化协同;同时,中科院南京天文仪器有限公司作为国内唯一以研制大中型天文仪器为主,兼顾其它光机电、计算机技术一体化仪器的研制基地,会充分发扬高效率、高质量的优良传统,公司全体员工将铆足干劲、不懈奋斗,持续不断的为国家量子通信、空间科学和天文事业的发展奉献精品。

 

  在热烈的掌声中,本次学术报告会圆满结束。

 

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