潘建偉院士在发布会上介绍墨子号有关情况。新华社
【香港商報网訊】中科院聯合研究團隊昨天宣布,「墨子號」首次成功從太空向地面發送「不可破解的」高速量子密鑰,實現千公里級的星地雙向量子通信,為建立最安全保密的全球量子通訊網奠定可靠基礎。至此,「墨子號」已完成它所承擔的三大任務,這在國際上尚屬首次。研究團隊希望再經十年努力,能夠構建完整的空地一體廣域量子通信網絡體系,有望到2030年左右,建成全球化的廣域量子通信網絡。
達成「千公里級」量子通信
去年8月16日,中國成功發射的全球第一顆量子科學實驗衛星「墨子號」;1個多月前,衛星首席科學家、中國科學技術大學潘建偉院士領導的中科院聯合研究團隊,在國際上率先實現了「千公里級」的星地雙向量子糾纏分發,並將成果發表在6月16日的《科學》雜誌上,這完成了「墨子號」一項科學任務。昨天,該團隊再次向外界宣布,「墨子號」完成另外兩項任務,分別是高速星地量子密鑰分發和地星量子隱形傳態,相關成果已在線發表在8月10日的《自然》雜誌上。至此,「墨子號」量子衛星已提前完成預設的三大科學目標,在國際上首次成功實現了「千公里級」的星地雙向量子通信。
在昨天的發布會上,潘建偉解釋說,兩項成果均與「信息安全」緊密相連。量子密鑰分發是「目前人類唯一已知的不可竊聽、不可破譯的無條件安全的通信方式」,遠距離量子隱形傳態則是實現分散式量子信息處理網絡的基本單元。
擬構建「量子通信全球組網」
隨著「墨子號」相關實驗的完成,中國科學家提出新目標:構建量子通信全球組網。潘建偉說,「墨子號」的星地高速量子密鑰分發實驗是由衛星發射量子信號,再由地面接收。這為構建覆蓋全球的量子保密通信網絡奠定了技術基礎。而地星量子隱形傳態實驗則是由地面發射糾纏光子,再由衛星接收。這為未來開展空間尺度量子通信網絡研究等奠定了技術基礎。「如果國家支持發射多顆量子通信衛星,那麼有希望到2030年左右,建成全球化的廣域量子通信網絡。」潘建偉說。
對於「墨子號」未來1年的任務,潘建偉介紹說,團隊可能在下月開始探索與歐洲、亞洲進行洲際密鑰分發的可能性,並希望將該技術用於和出海艦艇等移動目標進行有效的遠距離量子通信。目前,德國、意大利等國的地面站也正在為與「墨子號」對接做準備。
深空探索將持續進行
據了解,「墨子號」量子衛星是中科院空間科學先導專項在「十二五」期間支持的4顆科學衛星之一,另3顆衛星也都已成功發射。「悟空」暗物質粒子探測衛星、實踐十號返回式科學實驗衛星、「慧眼號」硬X射線調製望遠鏡衛星均獲得了大量科學數據,相關科學成果將陸續發布。中國科學院院長白春禮表示,中科院還與國家自然科學基金委員會共同部署空間科學衛星科學研究聯合基金,用以支持全國科研人員利用上述衛星平台開展前沿領域和綜合交叉領域研究。
此外,中科院後續計劃聚焦於宇宙起源、黑洞、引力波、系外行星探測、太陽系資源勘探、太陽爆發機理等重大基礎科學前沿問題。中科院與歐空局聯合支持的太陽風-磁層相互作用全景成像衛星(SMILE)已立項實施,愛因斯坦探針衛星(EP)、先進天基太陽天文台衛星(ASO-S)已啟動立項綜合論證。