「墨子號」衛星亮絕技完成三大任務，中國量子通信領跑全球！

「墨子號」衛星亮絕技完成三大任務，量子通信領跑全球！

產業最前線 2017-08-14 18:03

日前，首顆量子衛星「墨子號」成功實現了衛星和地面之間的量子密鑰分發和量子隱形傳態。這有何意義？對我們的生活又會帶來哪些改變？詳情一起來了解！

無法破譯的安全通信

所謂「量子密鑰分發」，是指將量子密鑰分發通過量子態的傳輸，在遙遠兩地的用戶共享無條件安全的密鑰，利用該密鑰對信息進行一次一密的嚴格加密。

由於外太空光信號損耗非常小，而且衛星具有方便覆蓋全球的獨特優勢，量子衛星被認為是建立全球量子保密通信網的關鍵技術基礎，這是目前人類唯一已知的不可竊聽、不可破譯的安全通信方式。

據量子衛星首席科學家中科院潘建偉院士介紹，以星地量子密鑰分發為基礎，將衛星作為中繼，可以實現地球上任意兩點的密鑰共享，也就意味著遙遠兩地的用戶通過共享量子密鑰，就能夠實現絕對安全的保密通信。

實現了遠程「心靈感應」

量子糾纏是量子的另一個絕技——遠程「心靈感應」。如果兩個相似的量子距離足夠近，就會發生糾纏，隨後把它們分開無論多遠，這兩個量子的狀態就像一對有心靈感應的雙胞胎一樣，一個量子狀態變化，另一個也會改變。愛因斯坦稱之為「鬼魅般的遠距作用」。

此前，的科學家們通過「墨子號」衛星，從太空將一對相互「糾纏」的量子「分發」到青海德令哈和雲南麗江兩個地面站，發現在兩個相距超過1200公里的實驗站之間，量子的「糾纏效應」仍然有效。並通過數千對量子的實驗，檢驗了這一成果。

專家表示，在地面的兩個地點之間建立量子糾纏，可為未來的量子網路和遠距量通訊研究提供一個非常好的實驗手段。這種技術也為未來在空間尺度檢驗廣義相對論，為未來探索物理學的領域提供一種很好的技術手段。

搶佔量子科技制高點

時空穿越一直是人類的夢想，而在量子世界中，這種時空穿越的現象卻是真實存在的。這就是「墨子號」的第三個實驗——量子隱形傳態。

量子隱形傳態，是一種全新的通信方式。通俗來講，就是將甲地的某一粒子的量子態信息在乙地的另一粒子上還原出來，就好像是進行了一場「星際穿越」，但粒子本身並未被傳送。

在「墨子號」實驗中，量子隱形傳態採用地面發射糾纏光子、天上接收的方式。潘建偉說：「『墨子號』量子衛星過境時，與海拔5100米的西藏阿里地面站建立光鏈路。地面光源每秒產生8000個量子隱形傳態信號，地面向衛星發射糾纏光子，實驗通信距離從500公里到1400公里，所有6個待傳送態均以大於99.7%的置信度（被測量值的可信程度）超越經典極限。」

這充分說明量子通信衛星具有實用性，是在全球尺度上實現超遠距離實用化量子密碼和量子隱形傳態最有希望的途徑。這一重要成果為未來開展空間尺度量子通信網路研究，以及空間量子物理學和量子引力實驗檢驗等研究奠定了可靠的技術基礎。

事實上，「墨子號」不僅開啟了全球化量子通信、空間量子物理學和量子引力實驗檢驗的大門，還讓在國際上搶佔了量子科技創新制高點，成為了國際同行的標杆。

展望未來，科研團隊表示，希望通過10年左右的努力，最終能夠構建完整的空地一體廣域量子通信網路體系，在國防、政務、金融和能源等領域廣泛應用，並與經典通信網路實現無縫對接，推動形成具有國際引領地位的戰略性新興產業和下一代國家信息安全生態系統。也希望進一步探索對廣義相對論、量子引力等物理學基本原理的檢驗。

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