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量子密钥星际传送“领跑”全球
中国“墨子号”量子科学实验卫星提前实现既定目标
发布时间:2017-08-11
  去年八月,世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”顺利升空,开始了量子卫星的首次星际航行,也开启了人类迈向未来量子互联网的新征途。今年八月,在全世界的瞩目中,“墨子号”交出了一份优秀的科学“答卷”,让被称为信息安全领域“完美密钥”的量子通信方式突破了天空的限制,使得安全通信速率比传统技术提升万亿亿倍,完成了通向实用化的关键飞跃。

  中国科技大学潘建伟、彭承志团队联合中科院上海技术物理研究所等单位宣布,联合研究团队利用“墨子号”量子科学实验卫星,在国际上首次成功实现了从卫星到地面的量子秘钥分发和从地面到卫星的量子隐形传态。这两项重要成果,今天凌晨在线发表于国际权威学术期刊《自然》(Nature)。前不久,潘建伟团队已在国际上率先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的研究成果,并发表于国际权威学术期刊《科学》(Science)。

  至此,中国科学院昨天在京召开新闻发布会对外宣布,“墨子号”量子科学实验卫星提前并圆满实现全部三大既定科学目标,为我国在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科学与技术基础。

  令全球激动的消息

  “潘建伟和他的研究团队顺利完成了三项量子实验,这些实验将会是全球任何基于空间的量子网络的核心组成部分。”《自然》杂志物理科学主编卡尔·齐姆勒斯(Karl Ziemelis)如是肯定中国“墨子号”量子通信卫星的科学实验成果。他相信:“无论距离多远都能在相互纠缠的光子之间保持量子力学的微妙联系的能力,赋予量子通信网络特殊的属性。量子密钥是保障通信极高保密性的关键。在没有密钥的情况下是无法读到这些通信的,如果有他人窃听了密钥,量子力学的原理保证了你一定会知道,从而使通信安全性又上了一层楼。”

  中国科学院院长、党组书记白春礼在昨天的发布会上表示,“墨子号”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,为我国在国际上抢占了量子科技创新制高点,实现了“领跑者”的转变。

  世界级高难度动作

  今天凌晨发表的两篇论文,好比完成了量子通信技术界的两大“世界级高难度动作”。一篇论文,展示了科学家用相互纠缠的光子安全地传送了至关重要的量子密钥,被《自然》审稿人称赞为 “令人钦佩的成就”“本领域的一个里程碑”。这是量子通信的一大“核心机密”——量子密钥分发。中国“墨子号”卫星所实现的星地量子密钥分发,在轨成码率超越了过去方法20个数量级。

  另一篇论文,则展示了如何用处于纠缠态的光子来实现量子力学中最著名却神秘莫测的“奥秘”——量子隐形传态。它利用量子纠缠可以将物质的未知量子态精确传送到遥远地点,而不用传送物质本身。

  科创上海提前布局

  值得一提的是,“墨子号”量子卫星的多项关键技术来自“科创上海”提前布局和潜心钻研的成果。 “墨子号”量子卫星上的载荷由中科院上海技术物理研究所和中国科学技术大学共同研制,卫星平台则由上海微小卫星工程中心担纲研制,量子通信地面站建设由中科院上海光学精密机械研究所参与承担。

  上海也是中国量子通信科研的“前沿重镇”。早在2003年,潘建伟开始着手进行星地量子通信研究时,在中国科学院以及上海地方政府的协调下,与中科院上海技术物理研究所、微小卫星工程中心、上海光学精密机械研究所、光电技术研究所等单位合作。中科大上海研究院落户浦东,潘建伟也将卫星量子通信的“研究前线”建在了上海。“正是因为有了中国科学院,上海地方政府以及各方相关部门的通力合作,让中国仅用了十多年的时间,就站在了星地量子通信领域的世界最前列。”他曾如是告诉本报记者。(记者 董纯蕾)
【来源】新民晚报