我国第一个量子密码网络系统在京测试运行成功（图为四端口网络实地分布图）
今年3月，该课题组在北京网通的商用光纤线路上进行多用户的测试运行，四个用户节点的分布构成方式为北京市朝阳区的望京 - 东小口 - 南沙滩 - 望京，路由器位于东城区的东皇城根地区，用户之间最短距离约32千米，最长约42.6千米。测试系统演示了一对三和任意两点互通的量子密钥分配，并在对原始密钥进行纠错和提纯基础上，完成了加密的多媒体通信实验。
图为郭院士在介绍其研究成果（中国科学院网站 记者 段煦 摄影）
据郭光灿院士介绍，现代信息传输手段在安全性和可靠性的需求上比以前有了显著的提高。“密钥”成为当今保证网络数据传输的有效安全手段之一，但现有的密钥分配手段都是建立在算法复杂度的基础之上的，随着分布式计算和量子计算机的发展，安全隐患越来越突出，因而密钥的分发成为了一个难题，许多高密级的密钥甚至需要人为去运送。这些问题所带来的结果是更换密钥的时间变长，安全性降低。量子密钥分配是解决密钥分发安全性的新一代技术手段。量子密钥由量子力学的物理原理保证密钥分配的绝对安全，可以对窃听行为进行检测，另外，信息加载在光子上，同时也便于与现有光网络集成。量子密钥分配网络是当前国际上热门的研究课题之一。欧洲和北美投入了大量的人力物力进行量子密钥分配网络的研究。已有多种网络拓扑结构(环形、星形、树形等)和寻址方式(光开关、被动分束、波长路由等)被提出。美国和欧洲分别搭建了DARPA和SECOQC量子密钥分配网络。日本的东京大学、NEC公司等也进行了类似的研究。郭院士说，和上述发达国家相比，我国目前所掌握的技术与他们毫不逊色。
目前的学术界普遍认为，现代密码技术面临着量子技术的严重挑战，量子密码是确保网络通信安全的一项新技术。郭光灿领导的研究小组于2004年在北京与天津之间成功实现了125公里光纤的点对点的量子密钥分配，解决了量子密码系统的稳定性问题。在互联网时代，人们更关注网络信息的安全，而量子密码应用于网络通信以确保其安全，首先遇到的重要障碍就是进入网络中的量子信息绝对不能被测量，如测量就会破坏掉信息。因此，在不识别量子信息的前提下，在网络传输中如何自动找到特定的路径，将信息完整准确地传送给对方，已经成为学术界共同面临的难题。郭光灿领导的研究小组巧妙地利用了波分复用技术，设计出国际上第一个量子路由器，解决了量子信息自动寻址的难题，使量子网络中任意一个用户都能自由选定网内任意用户与其实现量子密码通信。
据中科院量子信息重点实验室的有关专家介绍，该系统在商用光纤网络上可以长期稳定运行，性能优于现有的其它量子密码网络方案，同时，在目前的技术条件下，能用它扩建成拥有数百个用户的量子密码通信网络。这次实验的成功，不仅使量子密码技术在实用化道路上迈出关键一步，也为量子因特网的发展奠定了基础。
转载自：中国科学院网站
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