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中国研发量子通信网络以保护“世界最大”电网

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-12-21  来源:参考消息网  浏览次数:4856
核心提示:参考消息网12月21日报道香港《南华早报》网站近日报道称,据参与项目的科学家说,中国在太空建立了一个量子通信网络,以保护其电


参考消息网12月21日报道 香港《南华早报》网站近日报道称,据参与项目的科学家说,中国在太空建立了一个量子通信网络,以保护其电网不受攻击。

报道称,该网络的一部分将福建省的电网与位于北京市的国家应急指挥中心连接起来。

在5月份进行的一次演练中,这条超级安全的通信线路使中央政府工作人员能够接管这个沿海省份电网的控制权,这样他们的指挥部不容易受到第三方的监听或操纵。

北京和福建相距近2000公里。据为国家电网有限公司信息通信分公司(建设国家电网信息基础设施的机构)工作的研究人员说,为量子通信修建如此长的光缆可能代价高昂。

他们使用世界上首颗量子卫星“墨子”号来传输数据加密的量子密钥,根据物理学定律,这种加密是不可破解的。

中国在2016年发射了“墨子”号用于科学实验,但近年来这颗卫星的用途越来越多。

中国拥有世界上最大的国家电网,去年的电网发电量达到7500太瓦时,超过了美国、印度、俄罗斯和日本的电网总和。

中国还建设了世界上最大的可再生能源基础设施,包括风能和太阳能发电厂,而且中国的电动汽车和智能充电站比其他任何地方都多。

赵及其同事说,这使得中国的电网成为最复杂、最难操作的电网。

电网运营商利用人工智能、5G和其他先进方法来保持这个迅速扩大的网络的高效和稳定,但对机器的依赖日益增加也使电网更容易受到攻击。

赵的团队说,如果黑客侵入电力通信网并对指令进行解码,可能会导致大规模停电或其他破坏。

量子卫星被证明是应对这一问题的有效办法,尤其是对远距离通信或没有光纤地点的通信而言。

研究人员说,从理论上说,它将使政府能够以高度自信和相对较低的成本保持对全国各地电力供应设施的控制。

“墨子”能够有效地收集从北京指挥中心屋顶上发出的纠缠光粒子。在接收端,一个移动接收站可以接收卫星转发的量子信息,并将其传送到本地的电网计算机上。

如果第三方成功拦截了一些光粒子,就会改变链条中其他粒子的物理状态,引发警报。

该研究论文说,由于“墨子”通信的带宽有限,它保护网络的能力还可以进一步提高。

此外,将量子信息转换为电力传输中使用的代码既复杂又耗时,只有在卫星经过头顶时才能建立起卫星连接——光信号的质量也受到太阳或云层的影响。

根据公开的信息,中国正在开发下一代量子卫星,这种卫星可以组成一个全球星座,并在白天有效运行,激光通信带宽可达到每秒数千兆字节。

与此同时,中国在地面上建立了大规模量子网络。过去5年来,经济最发达的省份,如东部的浙江,已经为它们的电网建立了地基量子通信电缆。

此外,还开通了通往上海的光缆,以加强对这个中国最富裕城市电力管理的控制。

据一些业内专家介绍,量子技术的应用给中国电网的运行带来了一些意想不到的变化。

某些关键操作,例如主干网络的开关,以前出于安全考虑只能手动进行。专家们说,由于量子通信安全性的提高,这些操作开始实现机械化,使得切换时间从几小时缩短到几秒。

参与这些项目的研究人员说,包括高铁在内的其他领域正在将量子技术引入它们的通信网络,以提高安全性和性能。

量子通信一度被认为是一项没有多少实用价值的技术。但是,有密码破解潜力的量子计算机近来的迅速发展促使包括美国在内的十多个国家加入了与中国的竞争。(编译/王笛青)



 
 
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