天地一体化信息网络期刊

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数字经济和区块链技术：是国内最早从事区块链技术的研究学者之一，提出并发展了智能合约工程（SCE）、法律代码科技、验证即服务（VaaS）等理论方法，在数字经济与区块链结合、数字经济园区规划和咨询、区块链数字治理、区块链可扩展性、多链互联和区块链形式化验证技术等方面具有深入研究和专利性成果。主持研发了北航区块链（TrustChain）系列产品，包括了自主知识产权的各形态区块链系统、浏览器、监控器、部署工具和区块链大数据管理系统（OpenData）。
分布式并行计算和网络：长期从事复杂计算环境下的集群计算系统、高性能计算、航空航天电子总线，以及天地一体化网络信息技术研究等，提出和研究了基于狼群的可重组多集群计算理论并应用于实践,研发了多个应用软件系统。
形式化设计与验证方法：与法国图卢兹计算机研究所（IRIT）和法国自动化所（INRIA）密切合作，创建中法形式化方法联合研究实验室，研究基于模型驱动的形式化设计与验证方法，提出基于AADL和同步语言Signal的多项创新扩展技术，研发了多个模型转换、验证和自动代码生成工具。
近年来在国内外重要学术期刊会议上发表SCI/EI检索等论文60余篇，主编《网络计算新技术》（416页，科学出版社2001年出版），合作完成国家级“十一五”规划权威教材《分布式计算系统导论》（490余页，清华大学出版社2014年出版,获校2016年教材一等奖，已被十余所重点大学教材采用）。先后主持和参与多项国家自然基金、国家重点研发项目、863重大项目、军口863项目、国家核高基项目、航空航天基金，以及多项航空航天领域重要工程项目。获得国家发明专利和软著等30余项，2015年获航空基金五年成就奖，2018年牵头“天地一体化信息系统设计验证与仿真”获产学研学会二等创新成果奖。

天地一体化广域量子通信网雏形为什么错

因为根据科技日报合肥1月7日电（记者 吴长锋）记者从中国科学技术大学获悉，该校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。北京时间1月7日凌晨，国际学术期刊《自然》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”的成果论文。

研究团队通过对前期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地连接到千家万户，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。

据悉，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。“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。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。

我国科研团队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。

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。

如何理解中国科学技术大学成功验证构建天地一体化量子通信网的可行性？

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，在国际学术期刊上发表了题为“跨越4600公里的天地一体化量子通信网络”的论文。引发了社会的广泛关注，这一研究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。

1、这一成果表明量子保密通信技术成熟到了足以实用的地步。

2019年初，国家电网有限公司基于该网络，建立了跨越2600公里、从北京至新疆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。目前，该天地一体化量子通信网络已经接入150多家行业用户，大多是金融和能源领域的。

2、中国目前的技术已经达到了量子加密信息的水平。

潘建伟团队演示了上转换单光子探测器、密集波分复用、高效顶底传输、实时后处理和监控等核心关键技术。实践中，广域量子通信网络的雏形已基本形成，其中，京沪干线用的就是线性拓扑结构，有32个可信中继节点和31条链路，密钥速率均高于28.4kbps，最大密钥速率达到235.4kbps。

3、这预测着这一领域未来拥有无限可能性。

当地面网络与量子卫星结合起来，就可以用来探索一些最难的物理难题，比如说，量子力学与广义相对论融合等问题，检验量子引力等等。

作者：quantumnut

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来源：知乎

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