手机导航一进隧道就“失明”,无人机飞进楼群就“找不着北”——这些尴尬场景的背后,藏着“时间基准”的大学问。近日,2026年全国科普月活动期间,中原工学院特邀北京邮电大学喻松教授举办了一场题为《量子信息时代已经到来》的专题科普讲座,为现场125名高校师生及科研人员揭开量子科技与高精度时间频率传递的神秘面纱。
算力颠覆:量子计算重塑国家安全与密码防线
讲座伊始,喻松教授从二战期间图灵破译德国“恩尼格玛”密码挽救数百万生命的史实切入,深入浅出地阐述了密码学对国家安全的战略意义。结合我国学者破解国际通用哈希函数等重大事件,喻松教授指出,现代密码安全不仅依赖算法本身的复杂度,更依赖于国家级的专用超级算力。然而,量子计算的爆发式发展正带来颠覆性威胁。面对传统超级计算机极难破解的复杂密码体系,量子计算机凭借其指数级提升的并行计算能力,能够在极短时间内实现有效破译。这种对传统安全防线的“算力霸权”威胁,使得抢占量子通信、量子精密测量与量子探测等技术的科技制高点,成为了关乎国家安全的战略必然。
破解“导航失明”:从卫星授时到亚纳秒级光纤授时
时间与频率是现代科技的“隐形基准”。喻松教授详细分析了当前GPS、北斗等卫星授时系统的局限性:卫星信号落地功率低,不仅容易受到复杂电磁环境的干扰乃至恶意欺骗(引发“导航失明”风险),而且实时授时精度在10–20纳秒级(对应定位精度3–5米),无法满足车道级导航、高精度无人机飞行等未来场景的需求。
为了打破这一瓶颈,喻松教授团队致力于光纤高精度时间频率传递技术攻关,团队将授时精度提升至亚纳秒级(0.1纳秒),实现了厘米级的精准定位。目前,团队已成功构建起“北京—武汉—海口”与“武汉—上海”覆盖三千公里的光纤时间传递骨干网。
自主可控:打破国外垄断,筑牢“天地一体”安全屏障
在分享科研历程时,喻松教授讲述了团队在3000公里光纤铺设中排除万难排查故障的经历,以及在国外关键器件严限制裁的背景下,如何迎难而上、自力更生。最终,团队自主研发出高精度时间间隔计数器、特种光纤放大器及光频梳等核心设备,实现了关键技术的完全国产化替代,有效打破了国外对高端精密测量仪器的长期垄断。
展望未来,这一技术突破将为我国构建起“天(北斗卫星)+地(光纤网络)”的双重授时备份体系。即使在极端特殊场景下,也能为城市峡谷、隧道等卫星盲区内的无人机提供精准导航与反制手段,为低空经济发展、空中交通管理以及国防安全提供坚不可摧的技术底座。
本场讲座不仅揭开了量子科技与时间频率传递的神秘面纱,更将科研一线“敢为人先、自主创新”的科学家精神传递给了在场师生。作为学校深入实施创新驱动发展战略、扎实推进“电子信息+”科技资源科普化的系列活动之一,这场讲座让前沿科技从实验室走向课堂。与会师生纷纷表示,讲座内容既有前瞻性又接地气,不仅拓宽了学术视野,更增强了科技报国的信心与决心。(通讯员 于雯婷)