我國建立“無法破解”的全球通信網(wǎng)絡(luò)又邁進了關(guān)鍵一步

中國衛(wèi)星是中國自行研制的衛(wèi)星，其中最早的是1970年4月24日，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射的東方紅一號衛(wèi)星，開創(chuàng)了中國航天史的新紀元。

英國《金融時報》網(wǎng)站8月10日刊登題為《中國向衛(wèi)星傳送了首個“無法破解”的信息》的報道稱，8月10日，科學(xué)期刊《自然》(Nature)發(fā)表了潘建偉帶領(lǐng)的研究團隊的實驗總結(jié)，他們在總結(jié)中表示，這些通信是在中國中西部的地面站和去年發(fā)射的一顆衛(wèi)星之間進行的，傳輸距離長達1400公里。

這些科學(xué)家寫道：“以前，長距離(量子)傳送實驗的距離上限是100公里級。”

與能被暗中竊聽的傳統(tǒng)通信不同，任何人嘗試竊聽量子通信都會產(chǎn)生可被量子通信網(wǎng)絡(luò)用戶察覺的干擾。

該研究團隊成員、安徽合肥中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授彭承志表示：“中國現(xiàn)在是量子通信技術(shù)的全球領(lǐng)跑者，并正積極與來自奧地利、德國和意大利的該領(lǐng)域科學(xué)家合作。中國將在未來5年引領(lǐng)量子空間競賽。”

上海紐約大學(xué)量子物理學(xué)家蒂姆·伯恩斯說，這一結(jié)果“真的很了不起”。他指出，在中國的這些成功實驗——包括6月份從太空向地面的一次傳送——之前，量子通信的最長傳輸距離為143公里。

量子通信在地面網(wǎng)絡(luò)上的發(fā)展一直受到地球大氣中顆粒物的阻礙。據(jù)彭承志介紹，沿北京與上海之間的光纜進行量子通信將需要30多個中轉(zhuǎn)站。他說：“我們需要在每個站解碼信息并重新加密。”

因此，量子物理學(xué)家把注意力轉(zhuǎn)向了天基網(wǎng)絡(luò)。

“這些實驗表明，你可以通過進入太空來真正克服這個問題，”伯恩斯說，“原因很簡單——太空是真空狀態(tài)的，光可以不受阻礙地長距離行進。美國、歐洲和日本多年來一直在嘗試這樣做。”

這些實驗所涉及的耗資1億美元的“墨子號”衛(wèi)星于2016年8月成功發(fā)射。這顆衛(wèi)星是以中國古代思想家、科學(xué)家墨子命名的。

荷蘭代爾夫特理工大學(xué)教授羅納德·漢松稱，8月10日宣布的消息是“非常重要的里程碑”，但他也指出仍存在一些技術(shù)障礙。

“我們距離建立全球量子網(wǎng)絡(luò)還很遙遠。這并不是缺失的最后一環(huán)，”漢松說，“這些衛(wèi)星鏈路需要與本地量子處理器和存儲器連接起來——我們正努力建立這些系統(tǒng)。”

另據(jù)香港《經(jīng)濟日報》網(wǎng)站8月10日報道稱，中國量子通訊領(lǐng)域研究領(lǐng)先世界，去年發(fā)射的全球首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”再有兩項成果發(fā)表——在國際上首次實現(xiàn)從地面到衛(wèi)星的量子密鑰分發(fā)、量子隱形傳態(tài)，前者令通訊不可竊聽、不可破譯，后者成功在量子世界實現(xiàn)“時空穿越”。

至此，連同早前已完成千公里級量子糾纏分發(fā)，墨子號已提前完成三大科學(xué)實驗任務(wù)。團隊下月或開始探索歐洲和亞洲的洲際密鑰分發(fā)的可能性，實驗遠距離保密通訊，下一步并籌劃發(fā)射數(shù)顆量子衛(wèi)星，構(gòu)建全球量子通訊網(wǎng)絡(luò)。

量子衛(wèi)星首席科學(xué)家、中國科學(xué)院院士潘建偉說，墨子號量子密鑰分發(fā)實驗采用衛(wèi)星發(fā)射量子信號，河北興隆與新疆南山地面站分別接收的方式，在北京和烏魯木齊之間建立量子密鑰。據(jù)介紹，墨子號過境時與地面光學(xué)站建立光鏈路，通訊距離從645公里到1200公里。

報道稱，事實上，因量子通訊具傳輸高效和絕對安全等特點，其在國防、軍事、金融等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。潘建偉稱，此密鑰發(fā)送效率可滿足絕對安全的打電話或銀行傳輸大量數(shù)據(jù)的需求。

未來一年，墨子號將開展多項空間實驗，據(jù)潘建偉稱，下個月或開始探索歐洲和亞洲的洲際密鑰分發(fā)的可能性。

“墨子號”量子科學(xué)實驗衛(wèi)星與阿里量子隱形傳態(tài)實驗平臺建立天地鏈路(2016年12月9日攝，合成照片)。