【中國又一項領先全球的黑科技！量子衛星發射】隨著我國發射的世界上首顆量子科學實驗衛星“墨子號”的順利升空 ， 中國將成為全球第一個實現衛星和地面之間量子通信的國家 ， 我國將實現“天地一體化”量子通信網絡的初步構建 ， 這也將成為量子通信領域的中國最強音 。
作為迄今為止唯一被嚴格證明是無條件安全的通信方式 ， 量子通信技術在金融、軍事和政務等領域的應用前景得到了世界各國的廣泛關注 ， 美國、日本等國也啟動了相關的研究計劃 。 此次“墨子號”的發射 ， 更鞏固了我國在量子通信領域的世界領先地位 。
作為全球首顆量子衛星其獨特之處在哪里？“墨子號”都承擔了哪些科學任務？量子衛星又是如何實現“針尖對麥芒”般的精準定位的？伴隨著地面光纖量子通信網絡“京滬干線”的建設完成 ， 我國將初步建立起世界上首個廣域量子通信體系 ， 人類正在步入量子信息的嶄新時代 ， “絕對安全”的信息傳遞將為社會進步注入新的發展能量 ， 更多關于量子衛星的最新獨家報道 ， 我們邀請到了中國科學技術大學常務副校長、中科院量子科學實驗衛星先導專項首席科學家潘建偉進行了專題訪問 。
獨一無二的“量子衛星”
“墨子號”量子科學實驗衛星是中科院空間科學先導專項首批4顆科學衛星之一 ， 是繼暗物質粒子探測衛星“悟空”、微重力返回式科學實驗衛星“實踐十號”之后的第三顆科學實驗衛星 ， 其主要任務是開展基于衛星平臺的廣域量子通信和量子力學基礎原理檢驗 。 那么具體的科研任務有哪些？
潘建偉表示 ， 此次“墨子號”量子實驗衛星的主要科研任務有三個：首先 ， 通過量子衛星實現衛星和地面的量子密鑰分發 ， 從而實現廣域的量子保密通信 。 潘建偉解釋 ， 之所以需要通過發射衛星來建立天地之間的量子通信網絡 ， 是由于地面信號的傳輸主要以光纖為媒介 ， 而光纖傳輸的過程中信號損失相當嚴重 ， 實驗表明光纖傳輸的量子通信信號在兩百公里以后就幾乎被吸收殆盡 ， 如果人類想實現遠距離的量子通信傳輸就必須建立多個安全可信的信號中繼站 ， 這無疑大大增加了信息泄露的幾率 。 科學家們經過研究發現 ， 光在穿透大氣層的過程中能量損失僅為百分之二十 ， 也就是說天地之間數千公里甚至上萬公里的距離 ， 光在其間傳輸的損耗要遠遠低于在地面光纖網絡中傳輸的損耗 。 利用這一原理 ， 人類利用空間中的量子衛星作為地面網絡的中轉站 ， 可以將地面多個城市中建立起的城際量子通信網絡連接起來 ， 從而極大地提高量子通信的效率 。 其次 ， “墨子號”還承擔著對量子力學本身的基本原理進行檢驗的實驗任務 。 量子糾纏態是量子力學中的一個經典現象 ， 即在多粒子量子系統中 ， 一對具有量子糾纏態的粒子 ， 即使相隔極遠 ， 當其中一個狀態改變時 ， 另一個狀態也會即刻發生相應改變 。 這種現象稱為“量子非定域性” ， 曾經被愛因斯坦等用來質疑量子力學理論的完備性 ， 并引發了長期的爭論和持續至今的各種檢驗 。 科學家們在地面上已在相距100公里的距離成功地驗證了量子非定域性 ， 但尚未做到嚴格無漏洞的終極檢驗 。 而量子衛星將把這個實驗帶到外層空間 ， 將在國際上首次得以實現千公里量級的量子非定域性實驗檢驗 ， 對于人類加深對量子力學基礎理論的認識具有重要的意義 。 第三 ， “墨子號”將連接中國和奧地利之間的量子通信網 ， 以證明全球規模的量子通信網絡設想是可行的 。 這也是我國在量子通信領域開展的第一個大型國際合作 ， 潘建偉也表示 ， 未來我國將與更多國家開展合作 ， 共同推動量子通信領域的進步與發展 。
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