我国科学家首次实现可证明安全的量子定位

IT时代网9月18日消息，据科技日报报道，记者17日从中国科学技术大学获悉，该校郭光灿院士团队韩正甫、陈巍、银振强、王双等与合作者合作，结合量子力学基本原理与相对论时空约束，实现了具有可证明安全性的量子安全定位，能够对目标位置进行可信验证。相关成果日前在线发表于国际学术期刊《自然·物理》。

位置信息是支撑人类活动的基本要素之一。给定位系统加上可靠的验证能力，意味着它不只能回答目标在哪里，还能判断这个位置是否真实可信，从而为位置信息赋予身份认证与安全凭证的功能。在经典技术框架下，攻击者可以通过复制、转发验证信息以及协同响应等手段伪造自身位置。

量子信息遵循不可克隆等物理原理，与相对论时空约束结合之后，可以实现具备信息论安全性的位置验证。不过这条路线对传输损耗、系统误码和响应延迟都提出了极为苛刻的要求，很长时间里一直没能走完实验验证这一步。

研究团队发展了面向实际实验条件的量子安全定位理论协议，并在此基础上首次完成完整的实验验证。针对量子态制备中的误码问题，团队设计了基于微组装环分器的Sagnac量子态制备方案，把量子比特误码率压到0.27%。受相对论时空关系约束，系统响应延迟直接决定定位精度，团队又通过多波长强度编码、空芯光纤低时延传输和高速随机逻辑函数处理等技术，把整体延迟压缩到百纳秒量级。

最终这套系统实现了优于75米的定位精度，达到单栋建筑物的空间尺度。实验结果验证了量子安全定位在现实条件下的可行性，也展现出面向实际应用的性能潜力。

编辑：刘宁