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【环球量子科技秀】日本量子卫星发展
作者:佚名    文章来源:中国军网    点击数:201    更新时间:2016/10/20
 

 

日本:紧跟大势 有所作为  

    美国和欧盟在量子通信领域的一连串突飞猛进,使日本备感形势紧迫。  

    实际上,日本政府和科技界一贯重视量子科技领域的研发攻关,并将量子技术视为本国占据一定优势的高新科技领域进行重点发展,重点引导。  

制定长期发展路线图  

    早在2000年,日本邮政省就将量子通信技术作为一项国家级高技术列入开发计划,预备10年内投资400多亿日元,主要致力于研究光量子密码及光量子信息传输技术,并专门制订了跨度为10年的中长期定向研究目标,计划到2020年使保密通信网络和量子通信网络技术达到实用化水平,最终建成全国性高速量子通信网,实现通信技术应用上的飞跃,在竞争中占据先机。  

    在当年题为“创造面向21世纪划时代的量子信息通信技术”的报告中曾明确指出,国家应该充实及完善该领域的研究开发体制, 并促进民间企业和大学等进行研究开发。  

    在接到该报告书后,邮政省正式启动了研究和开发量子信息通信的活动。该技术的实用化预计会发生在2030~2100年。  

    当时,邮政省官员曾表示,量子信息技术开发单靠民间力量是难以推动的,应该由国家建立能够使研究人员向同一方向、同一目标进行研究的体制。  

    事实上, 当时日本国内关于量子信息通信的研究, 已经由各通信设备制造商、大学及研究机构展开。不过当时的研究规模小,而且研究者之间并没有建立横向联系。为此,邮政省成立了专门的“圆桌会议”来管理和协调整体的开发活动。  

    2000年以来,日本的一些著名大公司和高校,始终在坚持不懈地研发量子通信的高端技术与系统,即使是难度较大的量子密钥生成攻关,亦进展显著。  

    2002年,日本NTT公司曾研发出了差动移相量子密码发送协议,并应用到试运行网络上。  

    2004年,日本研究人员用防盗量子密码技术传送信息获得成功,传递距离可达87公里。在这一年,日本NEC公司采用固化干涉装,并改进了单光子探测器信噪比,使得量子密码传输距离达到150公里。  

    随后的2005年,日本电气公司开发出了一种即使气温与光纤长度等通信环境发生异常变化,其性能也不会降低的量子加密通信系统。同一年,日本松下电器产业和日本玉川大学利用光的量子扰动现象,试制出了一套防窃听性能更高的光通信系统,传输距离为20公里。  

    2007年,日本一研究团体开发的量子密钥技术,在现实条件下实现了信息经光纤的安全传输。  

    2008年,日本东芝公司研究人员在量子密码通信中将密钥的传输速度成功提高,使其更实用化。  

    2009年,日本日立公司和东京大学科学家又共同开发出了可利用下一代高速大容量光通信的“相位调制技术”。  

    2010年,由日本NICT主导,联合当时欧洲和日本在量子通信技术上开发水平最高的公司和研究机构,在东京建成了6 节点城域量子通信网络——“Tokyo QKD Network”。东京网在全网演示了视频通话,并演示网络监控。  

    2011年,日本研究小组将量子密码技术应用于电视会议系统,充分实现了世界上最快的密钥生成速度。  

    尽管日本对量子通信技术的研究晚于美国和欧盟,但相关研究发展迅速。在国家科技政策和战略计划的支持和引导下,日本科研机构的研发积极性高涨,投入了大量研发资本积极参与和承担量子通信技术的研究工作,实际地介入到量子通信技术的研发和产业化开发当中。  

专利量大质优  

    数年前,日本提出了以新一代量子通信技术为对象的长期研究战略,并计划在2020~2030年间建成绝对安全保密的高速量子通信网。  

    目前,日本每年投入2亿美元,规划在5至10年内建成全国性的高速量子通信网。不仅如此,日本的国家情报通信研究机构(NICT)也启动了一个长期支持计划。日本国立信息通信研究院也计划在2020 年实现量子中继,到2040 年建成极限容量、无条件安全的广域光纤与自由空间量子通信网络。  

    高强度的研发投入,“产官学”联合攻关的方式极大推进了研究开发,推动了量子通信的关键技术如超高速计算机、光量子传输技术和无法破译的光量子密码技术的攻关和实用化、工程化探索,在量子通信专利申请上成绩显著。  

    比如NEC、东芝、日本国立信息通信研究院、东京大学、玉川大学、日立、松下、NTT、三菱、富士通、佳能、JST等,各大企业和科研机构在量子通信领域的专利申请量居全球领先,专利质量较高,技术水平突出。  

    就目前而言,在量子通信领域的研究优势上,日本主要集中在延长量子通信传输距离、提高信息传输速度和改进量子通讯的加密协议等方面。  

    由量子通信申请的专利来看,其主要特征表现为:量子通信的应用技术繁多,特定技术领域的专利占有率高,海外专利申请意识较强,且相关技术大多可直接根植于通信产品中,具有很强的实用性和市场推广潜力。  

    此外,日本格外注重采用积极的专利保护策略,通过全面申请PCT专利对其持有的量子通信核心技术进行保护。


 
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