【4600公里!中国构建全球首个星地量子通信网】北京时间1月7日凌晨,中国科学技术大学潘建伟及其同事陈宇翱、彭承志等与中国科学院上海技术物理研究所王建宇研究组、济南量子技术研究院及中国有线电视网络有限公司合作,在国际学术期刊Nature杂志上发表了题为“跨越4600公里的天地一体化量子通信网络”(An integrated space-to-ground quantum communication network over 4,600 kilometres)的论文。

研究团队在量子保密通信京沪干线与“墨子号”量子卫星成功对接的基础上,构建了世界上首个集成700多条地面光纤量子密钥分发(QKD)链路和两个星地自由空间高速QKD链路的广域量子通信网络,实现了地面跨度4600公里的星地一体的大范围、多用户量子密钥分发,并进行了长达两年多的稳定性和安全性测试、标准化研究以及政务金融电力等不同领域的应用示范。论文是对上述成果的一个系统性总结,证明了广域量子保密通信技术在实际应用中的条件已初步成熟。我国科研人员通过构建天地一体化广域量子保密通信网络的雏形,为未来实现覆盖全球的量子保密通信网络奠定了科学与技术基础。

按通信信道的不同,量子密钥分发主要有光纤和自由空间两种实现方式。光纤QKD技术的信道稳定性较好,不易受到温度、湿度、天气等环境因素影响,可以实现基本恒定的安全码率,在城域城际范围内可以方便的连接到千家万户,而在超远距离、移动目标、岛屿和驻外机构等光纤资源受限的场景,可以通过卫星中转的自由空间信道连接。将地面光纤和自由空间结合,可以实现大规模、全覆盖的全球化量子通信网络。

量子保密通信京沪干线总长超过2000公里,覆盖四省三市共32个节点,是目前世界上最远距离的基于可信中继方案的量子安全密钥分发干线,于2017年9月底正式开通。建设过程中,研究团队攻关了高速量子密钥分发、高速高效率单光子探测、可信中继传输和大规模量子网络管控监控等系列工程化实现的关键技术。建成后,开展了长达两年多的相关技术验证和应用示范以及大量的稳定性测试、安全性测试及相关标准化研究,通过了光子数分离攻击、致盲攻击、时移攻击、波长依赖攻击和一些潜在的特洛伊木马攻击等安全性测试,结果表明“京沪干线”可以抵御目前所有已知的量子黑客攻击方案,同时京沪干线网络的密钥分发量可以支持1.2万以上用户同时使用。

“墨子号”量子卫星于2016年8月在酒泉卫星发射中心成功发射,圆满完成了预定的全部科学目标。在该工作中,研究团队在优化地面站接收光学系统、提高QKD发射系统时钟频率并应用更高效QKD协议的基础上,最终在南山地面站实现了卫星对地面站的高速量子密钥分发,生成速率比之前的工作高出约40倍。研究团队还成功地将卫星与地面的安全成码距离从1200公里拓展到2000公里,相应的地面站俯仰角跨度可达170°(几乎可覆盖整个天空)。

目前该天地一体化量子通信网络已经接入包括金融、电力、政务等150多家行业用户。2019年初,国家电网有限公司基于该网络,建立了跨越2600公里、从北京总公司至国网新疆电力有限公司的量子密钥分发信道,实现了电力通信数据加密传输,首次从工程上检验了星地量子通信开展实际业务的可行性。在天地一体化量子通信网络大量测试结果及标准化研究的基础上,全球三大标准化组织之一ISO/IEC正在基于京沪干线的实践编制国际标准《QKD安全要求、测试与评估方法》,另一国际组织ITU也正基于京沪干线的建设模式起草可信中继安全要求、QKD网络功能架构等国际标准。

本工作发展的相关技术也为量子通信系统小型化、低成本、国产化奠定了基础。最近团队成功研制了重量约百公斤的小型地面站,实现了与墨子号的星地量子密钥分发实验,和国际多个地面站的进行了星地量子密钥分发实验,未来有望进一步做到可单人搬运;同时,在保证密钥分发速率的前提下已经成功研制几十公斤的小型化空间量子密钥分发载荷,这些成果也为形成卫星量子通信国际技术标准奠定了基础。

在我国“墨子号”和“京沪干线”等一系列量子通信重要成果的引领下,欧美等国也陆续加快推进量子通信基础设施建设。2020年美国发布《量子网络战略愿景》和《量子互联网国家战略蓝图》,其中《量子网络战略愿景》提出,“未来5年,美国将展示实现量子网络的基础科学和关键技术,从量子互连、量子中继器、量子存储器到高通量量子信道,以及洲际天基纠缠分发”;欧盟发布量子旗舰计划《战略研究议程》,提出“3年愿景是利用QKD协议和具有可信中继节点的网络实现全球范围的安全密钥分发,6-10年愿景是使用量子中继器在光纤上实现800公里以上的量子通信”。

目前,广域量子通信网络的雏形已基本形成,未来在此基础上,可进一步推动量子通信在金融、政务、国防、电子信息等领域的广泛应用。骨干网的扩展,将形成更复杂的拓扑结构,并在基础上构建国家地基授时网络,为定位、导航和授时服务提供保障。另一方面,地面网络与量子卫星结合,为超大尺度量子干涉的相关实验提供了有利基础,如探索量子力学与广义相对论融合等问题,为量子引力的基础检验和用于计量应用的大规模干涉测量提供了可能。

这项工作得到了国家发改委、山东省、安徽省、上海市、中国银行业监督管理委员会、中国科学院、科技部和基金委的支持。

大气污染的情况不容乐观……

猫王的死因被判定为心脏病,其实这种病是长年累积的。娱乐圈的工作和生活时常日夜颠倒,沒有作息性,这便导致生理时钟的混乱,甚至沒时间去如厕。便秘的问题,是诸如猫王等明星有的难言之隐。如果问题的因果就这么简单,我想就有点片面了,当然,这样的无规律作息,会产生这样的疾病是一个研究猫王最终死因的方向,这就需要更专业了。

猫王生于三十年代的美国,成名于五十年代,大家可以参考一下五十年代的那个社会是怎样的。显尔易见,任何一种生物的诞生与消亡,都需要一个大环境的影响。猫王是那个时代的一个代表,具有可借鉴的意义。这里就是另一个研究方向了,是没有公开的事情。在这里,铅污染起到了隐型杀手的作用,这才是罪魁祸首。这里的推理也比较好推,相信猫王是那个时代的表象的一个鲜明例子。

我们的年轻人就如同那时代的人一样,热衷于汽车,孰不知汽车所烧的汽油中含有铅的成份,这是汽车尾气的首要污染源。人每分每秒的呼吸,大量的植被被砍伐扩为商用场地,缺少足够的吸收机制,铅一旦被人体吸收,会影响消化酶的产生,进而降缓新陈代谢,久而久之便会产生很多生理病变。但为了经济利益,可以用全面进入老龄化社会的借口来搪塞,这里的人口基数作为主体,完全盖住独生子女的一代。当然,这又是另一个研究方向了。

与海礁兄共勉人生

头条号:缱绻风铃

【源起】

常忆香山之赛诗会,成于去年某时,遥想昔日之场面,可谓妙语珠联,能者云集,前无古人,后无来者,徒使余辈羡慕不已!

时香山多有才俊,指点江山,激扬文字,书生意气,挥斥方遒。吟诗填词,好不惬意;把酒言欢,畅叙淋漓!赛诗会以陕西老李、清墨山水为首;海礁、薰衣穿梭弹词,皆因香山“文痞”北窗意欲更改头像及相关版务,一时间,竟惹起轩然大波,以致总舵主老鱼不得不重出江湖,跃于海底,协调良久,方才平息此事!

近日无聊,遂袭一文,名曰:《人生,是一幅渐渐展开的画卷》,并非原创、只撷取于网上络若干片段,稍作些许修饰,增添三言两语,以此慰我心意。此贴一出,瞬间引起诸多网友一阵唏嘘。

随后,香山才子海礁终于露面,于贴子正文附语献言曰:如花美眷,终究抵不过似水流年,人生如此......记忆如此......爱情亦是如此......

我问海礁近况何如?海礁沉默不语。许久方言:不尽如人意也!吾沉思半晌,不知道以何样言辞,以慰藉之!

于是赋诗几首,权为勉励!海礁兄亦回复点题,吾喜不自胜!言谈间,忽尔涉及人生之无常,又未免心意沉沉、情绪低迷.....

【 正文】

清风:海礁兄,最近在忙什么呢?很少见你露面啦?准备哪天搞一个赛诗会什么的,也不见你踪影......

海礁:我也没啥忙的......不就是忙一日三餐嘛,赛诗会......清风兄呀......我听到这三个字好大压力呀....我那些打油东西上不了台的......只能用来消遣的.....你就不要怪我小气了......

清风:海礁兄莫要谦虚,汝等大名,香山何人不晓?何人不知?若再办赛诗会,汝当为先锋之士。

海礁:哎!一言难尽.......

无奈青春零落碎,人生不过一场醉。

敢情处世拼命追,爱恨恩仇都相随。

清风:

爱恨恩仇都相随,不必叹息不必悲,

自信人生二百年,清风依旧拂面吹。

海礁:

清风依旧迎面吹,姹紫嫣红春明媚,

流年往事去不回,莫若饮取酒一杯。

清风:

莫若饮取酒一杯,碧水青天自此回,

人生在世难称意,何如敞开你心扉?

海礁:

何如敞开你心扉?说起容易做时非,

诸多过往人憔悴,不知何时事能为。

清风:

兄台不必徒伤悲,际遇美好待君归。

他日必乘云霄上,只待光景一时飞。

海礁:

懵懂青春变成空,回望人已耄耋中。

曾经理想一场梦,再提又触心内痛。

清风:

再提又触心内痛,往事不堪回首中,

海礁正值青春少,前程似锦别样红。

海礁:

前程似锦别样红!人生出处不相同。

天道酬勤莫遂我,努力付诸转成空。

清风:

昔时已随东流去,嗟呀叹息奈何如?

劝君抖擞意振作,笑看浮云任卷舒。

海礁:

笑看浮云任卷舒,无限眷恋圣贤书。

至理言中豪气壮,十年寒窗一朝丧。

清风:

人生旅途本崎岖,山重水复自逶迤,

思虑往事情怀蹙,不如把酒畅淋漓。

海礁:

本来我心意迟靡,空虚度日惟叹息,

闻君一语解我意,多谢兄台高看起。

清风:

十年寒窗图破壁,风霜雪雨一路西,

苍天难遂人心意,不必垂头自叹息。

海礁:

不必垂头自叹息!无奈青春已无迹;

本有美好年华时,只怪自己不珍惜?

清风:

往事幕幕成幻影,徒增伤感心迟疑。

不如寄情未来处,总有春风得意时。

海礁:

看我片言低落字,本心没有沉沦意。

一时感叹往事痛,多谢清风规劝词。

清风:

多日不见海礁兄,今朝难得诚相逢,

言谈无端情惆怅,心事淤积万千重。

海礁:

本来心情无比糟,忆及往事泪点抛。

嗟呀叹息心怅惋,时光流水车遥遥。

清风:

同是珠海客居人,相逢何必曾相识?

我也曾经失意过,怨天忧己情低迷!

此时老李闻言,随口赋得打油诗一首,又附寥寥几字,算作勉励:

香山才子互题诗,你来我往诉心思,

字里行间皆情意,美好人生在等你!

写的好!赞一个!

清风:

昔日豪情兼壮志,而今疲惫意疏慵,

大鹏一朝同风起,直挂云帆傲苍穹。

海礁:

自信人生二百年,会当击水三千里。

他日若能遂我意,不教大鹏恨天低。

清风:

难得海礁终露面,奈何沉沉意低迷,

喊来老李齐赋诗,笑谈人生莫如此。

海礁:

我本一时情难已,聊表寸心不成诗,

多谢清风赠佳句,人生难得一知己。

清风:

花落花开又一年,光景旖旎亦无边,

镜中白发染霜鬓,未免光阴如利箭。

海礁:

时光匆匆恍如麻,庭前空余一树花。

旧时王谢堂前燕,又飞寻常百姓家。

清风:

流年最易把人抛,红了樱桃绿芭蕉,

枝头莺燕啼哈哈,韶华逝去人已老。

海礁:

多久不曾赋作诗,今日遣词抒胸臆。

清风拂面情飘荡,感君回顾待日稀。

香山有女,名曰纤尘,最是精灵,常郑重告诫香山网友曰:纤者,此字为“先”,不读“千”,纤尘亦有几分才气。纤尘见我文下附图与她头像甚合,心下窃喜,言:

呵呵......看我头像,抢个沙发先!

笑吟吟两分到手,飘然而去....

清风:

寥寥繁星若纤尘,皎皎空中孤月轮,

昔时若水杳然去,此情此景照吾心!

海礁:

桃李不言自成蹊,繁花似锦情依依。

心潮逐浪风飘飏,恍若梦境影自迷。

又有一名女,其名声早已称霸香山,纵横江湖,名曰“尘埃”,又名“八姐”、专卖“孩子”,其头像犹为犀利:乃一五、六岁小女孩子,扎三根小辫,斜着两眼看人,模样甚是不屑,仿佛香山之内,无人能与之匹敌!然我尘埃姐心地本善,众网友切莫黑之!尘埃姐言简意赅:哎呀,我又來了!

清风:

人生不过一尘埃,随风飘散自去来,

光景不变人已变,情意难定独徘徊!

海礁:

鸿雁长空天际远,笙歌缭绕晓风醉。

心思浩渺连广宇,明朝万事皆可为。

有一网友,平素极少露面,香山网里潜水多时,却很会炫耀,名曰:我去年买了一个表,今日不知哪里风儿,将其拂过我的帖子,留言说道:人生,是一块嘀嗒不停的手表!

清风:

墙上时钟空嘀答,虚度人生好年华,

闲情赋诗言心意,未免胸膺徒嗟呀!

海礁:

诗词和成言远志,文字写就诉心声。

情思表叙万分意,难将笔书一缕情。

清风:

明月皎洁时缺圆,成败由己不由天,

光阴似箭无逆转,江水东流少回旋,

苍茫难料总变换,人在旅途亦多难,

何日遂我凌云志,留取功名誉香山!

【后记】

本是一时之情,不想心事又若浮沉,飘忽不定。本与海礁言谈尽欢,然言及人生过往,未免感慨多时,人生如戏,岂是三言两语诉之清晰?呜呼,人生之旅程,多为坎坷崎岖,风霜雪雨,有多少宁馨时日?于是清风沉吟良久,遂作此诗,只为一笑,请君莫为介意,但愿有人能解我心,亦不惟我朦胧写意!

作者:清风剑客


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