中国科大等团队实现量子安全定位实验验证，定位精度优于 75 米
据 IT之家 9 月 13 日消息，中国科学技术大学郭光灿院士团队在量子信息安全方向取得新进展。该团队韩正甫、陈巍、银振强、王双等研究人员与广东工业大学秦玉文、付松年团队合作，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，并完成实验验证。来源显示，该系统可对目标位置进行可信验证，定位精度优于 75 米，相关成果已发表在《自然·物理》（Nature Physics）上。
与传统定位系统主要回答“目标在哪里”不同，这项研究关注的是更进一步的问题：这个位置是否真实可信。随着无人系统、金融风控、敏感数据访问、重要资产管理等场景对位置信息的依赖不断加深，位置本身正在从导航参数变成一种安全要素。如果攻击者能够伪造自己的位置，许多基于地理围栏、现场确认或区域授权的系统都可能面临风险。
从“定位”到“位置可信验证”
来源摘要提到，位置信息是支撑人类活动的基本要素之一。传统定位系统可以通过卫星、基站、无线信号或其他传感方式估计目标位置，但在安全性上并不天然可靠。攻击者可能通过复制、转发经典验证信息，或与其他节点协同响应的方式，制造“看起来在某地”的假象。
这也是量子安全定位被关注的原因。经典信息可以被复制和转发，而量子信息受到不可克隆等物理规律约束。研究团队将量子信息特性与相对论中的时空限制结合起来，使验证方能够根据量子态传输、响应时间和信息处理结果，对待验证目标的位置进行判断。
换句话说，量子安全定位的核心并非单纯提升测距精度，而是为位置验证引入一种信息论安全思路：即便攻击者具备较强计算能力，也难以通过简单复制和协同欺骗来伪造自身位置。
实验难点：损耗、误码与延迟都必须被压低
量子安全定位并不是一个全新的理论概念，但长期以来难以真正落地到实验系统中。来源显示，其主要挑战集中在传输损耗、系统误码和响应延迟等方面。这些指标任何一项控制不好，都会影响最终的位置验证能力。
在本次研究中，团队发展了面向实际实验条件的理论协议，并在此基础上完成了完整实验验证。具体来看，研究团队首先设计了基于弱相干态的安全协议，以提升实际系统对损耗的容忍能力。弱相干态在现实量子通信实验中更具可实现性，有助于将理论方案推进到工程系统。
针对量子态制备过程中的误码问题，团队设计了基于微组装环分器的 Sagnac 量子态制备方案。据来源摘要，该方案将量子比特误码率降低至 0.27%。在量子信息系统中，误码率直接影响验证结果可靠性，这一指标的降低意味着系统在实际运行条件下更接近可用状态。
此外，定位精度与系统响应延迟密切相关。由于该方案受到相对论时空关系约束，响应越慢，可区分的空间尺度就越大。为压缩延迟，团队采用了多波长强度编码、空芯光纤低时延传输和高速随机逻辑函数处理等技术，将系统整体延迟压缩至百纳秒量级，最终实现优于 75 米的定位精度，达到单栋建筑物的空间尺度。
关键技术路径一览
从公开摘要可以看到，这项成果并非只依赖单一突破，而是理论协议、光学器件、编码方式和高速处理系统共同优化的结果：
- 安全协议：设计基于弱相干态的量子安全定位协议，提高系统对现实传输损耗的容忍度。
- 量子态制备：采用基于微组装环分器的 Sagnac 方案，将量子比特误码率降低至 0.27%。
- 低延迟传输：引入空芯光纤等低时延传输技术，减少信号传输过程中的时间开销。
- 高速处理：通过多波长强度编码和高速随机逻辑函数处理，将整体响应延迟压缩至百纳秒量级。
- 实验结果：系统定位精度优于 75 米，验证了量子安全定位在现实条件下的可行性。
影响解读：可信位置可能成为新的安全凭证
从产业视角看，量子安全定位的意义不只在于“更准”，而在于让位置具备可验证、可认证的安全属性。当前很多数字系统已经开始将位置作为风控要素，例如限定某些操作只能在指定区域完成，或要求关键资产必须在可信地点被识别。但如果位置信息本身可被伪造，这类策略的安全边界就会被削弱。
来源显示，量子安全定位可用于抵御位置欺骗，帮助可信获取位置信息。潜在应用包括贵重资产安全追踪、灾害救援中的目标识别等场景。进一步看，可信位置还可能作为一种新型安全凭证：通过预先设定可信区域，对金融交易、敏感数据访问等行为进行安全认证与权限控制。
对于 AI 与自动化系统而言，这类技术也具有延伸价值。未来大量智能设备、机器人、无人系统和边缘节点需要在真实物理空间中执行任务。如果系统不仅能知道设备“声称在哪里”，还能验证其“确实在该位置”，将有助于提升自动化决策的可信度，降低位置欺骗带来的安全风险。
当然，从实验验证到大规模应用仍可能需要进一步工程化，包括设备成本、部署方式、复杂环境适应性以及与现有通信和定位基础设施的融合等问题。但这项成果已经表明，量子信息技术正在从通信加密等传统方向，扩展到更广义的物理世界可信验证领域。对现代信息体系来说，位置信息安全有望成为继身份、密钥和权限之后的又一类重要安全基础能力。