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实现星地量子密钥分发和从地面到卫星量子隐形传态
“墨子号”提前实现既定科学目标
成果在《自然》发布,被赞誉为“本领域的一个里程碑”
发布时间:2017-08-10
  综合新华社电8月10日凌晨,中国科技大学潘建伟、彭承志团队联合中科院上海技物所等单位宣布,“墨子号”在国际上首次成功实现了从卫星到地面的量子密钥分发和从地面到卫星的量子隐形传态。上述重要成果,在线发表于国际权威学术期刊 《自然》。

  这是继今年6月实现千公里级星地双向量子纠缠分发和量子力学非定域性检验后,我国科学家利用“墨子号”实现的又两项重大突破。潘建伟院士说,至此,“墨子号”三大既定科学目标均成功实现,“墨子号”量子科学实验卫星用1年时间提前实现了既定2年完成的科学目标。为我国未来继续引领世界量子通信技术发展和空间尺度量子物理基本问题检验前沿研究,奠定了坚实的基础。

  可实现全球密钥共享

  据了解,星地高速量子密钥分发实验采用卫星发射量子信号、地面接收的方式,“墨子号”量子卫星过境时,与河北兴隆地面光学站建立光链路,通信距离为645公里至1200公里。卫星上量子诱骗态光源平均每秒发送4000万个信号光子,一次过轨对接实验可生成300千比特的安全密钥,平均成码率可达1.1千比特/秒。

  潘建伟介绍,这一成果为构建覆盖全球的量子保密通信网络奠定了可靠的技术基础。以星地量子密钥分发为基础,将卫星作为可信中继,可以实现地球上任意两点的密钥共享,将量子密钥分发范围扩展到覆盖全球。“这些结果代表了远距离量子通信持续探索中的重大突破”,《自然》审稿人表示,星地量子密钥分发成果是“本领域的一个里程碑”。

  量子卫星的聚合效应显现

  随着“墨子号”的全部既定科学目标提前完成,这个项目画上了一个圆满句号,也开启了全球化量子通信、空间量子物理学和量子引力实验检验的大门。

  潘建伟介绍,他的研究团队正与欧洲量子通信团队合作进行洲际量子密钥分发,目前已顺利完成和奥地利格拉茨地面站的对接测试,正在开展量子密钥分发实验,即将具备洲际量子保密通话的条件。德国、意大利等国的科研团队也申请加入。

  同时,研究团队正在致力实现量子通信与经典光通信相融合的安全信息传输。换句话说,就是让量子保密技术与目前使用的传统通信网络无缝链接。

  未来的目标还有很多:构建完整的空地一体广域量子通信网络体系,形成具有国际引领地位的战略性新兴产业和下一代国家信息安全生态系统,探索对广义相对论、量子引力等物理学基本原理的检验……

  据了解,“墨子号”量子卫星是中科院空间科学先导专项在“十二五”期间支持的4颗科学卫星之一,另3颗卫星也都已成功发射。“悟空”暗物质粒子探测卫星、实践十号返回式科学实验卫星、“慧眼号”硬X射线调制望远镜卫星均获得了大量科学数据,相关科学成果将陆续发布。
【来源】解放日报