我國科學家實現500公裏級光纖量子通信傳輸
近日,中國科學技術大學潘建偉院士團隊與清華大學、山東濟南量子技術研究院等機構合作,實現了500公裏級真實環境光纖的雙場量子密鑰分發和相位匹配量子密鑰分發,傳輸距離達到509公裏,創造了新的世界紀錄。國際權威學術期刊《物理評論快報》和《自然·光子学》日前发表了相关研究成果。
量子密鑰分發是實現高安全性量子保密通信的基礎,具有重要的理論和現實意義。但限于通信光纖損耗和探測器噪聲等原因,量子密鑰分發系統通常只能在100公裏內獲得較高的成碼率。
近期,潘建偉等科學家組成聯合團隊,在傳輸協議、傳輸技術、探測器研制等領域,取得一系列突破。他們結合中科院上海微系統所研制的高計數率低噪聲單光子探測器,最終在實驗室內將量子秘鑰分發的安全成碼距離推至500公裏以上。
上述研究成果成功創造了地基量子密鑰分發最遠距離新的世界紀錄,在超過500公裏的光纖成碼率打破了傳統無中繼量子秘鑰分發所限定的成碼率極限,即超過了理想的探測裝置(探測器效率爲100%)下的無中繼量子秘鑰分發成碼極限。
研究團隊表示,如果將實驗系統的重複頻率升級至“京滬幹線”等遠距離量子通信網絡中采用的1GHz,那麽在300公裏處的成碼率可達5kbps。這將大幅減少骨幹光纖量子通信網絡中的可信中繼數量,並顯著提升光纖量子保密通信網絡的安全性。
中科大推出人工智能地震監測系統
技術國際領先,可在1秒至2秒內報出震源參數
近日,中國科學技術大學交叉合作團隊與中國地震局地震預測研究所科研團隊合作,推出世界首個人工智能地震監測系統——“智能地動”監測系統。經一年試用顯示,該系統可在1秒至2秒時間內報出所有地震震源參數,超越目前世界最先進技術。
中國科大交叉合作團隊與中國地震局合作推出的人工智能地震實時監測系統。紅色三角符號代表雲南省境內地震台,藍色三角符號代表四川省境內地震台,圓圈是該系統自動報出的地震位置。圖源:中國科學技術大學新聞網
快速報出地震預警信息對于及時通知公衆立即采取防護措施、迅速終止核電站等重要設施的運行、減緩高鐵速度、確定救援方案等具有重要意義。當地震發生時,僅憑自動快速數字算法得出地震信息的結果經常不可靠,會導致誤報。因此自動算法與專業人員人工計算結果及質量監控的結合,是當前世界各國監測地震的主要手段,但這種工作方式要求必須有24小時人工持續監測的能力。
中科大地球和空間科學學院張捷教授課題組,信息科學技術學院李衛平教授、陳志波教授課題組,計算機科學與技術學院陳恩紅教授課題組,與中國地震局地震預測研究所趙翠萍研究員團隊合作,經過6年的努力,推出無人操作的“智能地動”監測系統。
該系統在位于四川、雲南兩省的中國地震實驗場試用了一年。經中國地震局基于2019年446個地震評估結果對比顯示,“智能地動”監測系統與專業人員人工計算處理結果的准確性非常接近,且僅需1秒至2秒時間即可報出所有地震震源參數。而目前世界上最先進的美國國家地質調查局自動速報系統,需要3分鍾至5分鍾計算時間後才能報出地震信息。
當前許多國際知名大學和科研組織都在研究人工智能地震監測問題,但大多處在基礎科研以及發表論文階段。“智能地動”監測系統的出現,極大地緩解了24小時人工監測地震的壓力,能夠及時處理密集的地震台網大數據,幫助減少誤報、漏報現象。這項國際領先的技術,已成功地測試了多個國家的地震數據。
目前,系統的研發團隊正在與日本、土耳其、墨西哥等地震頻發的國家地震監測機構探討交流合作推廣計劃。
(綜合新華社、安徽日報)
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