董瑞豐++徐海濤++佘惠敏

“墨子號”是由我國完全自主研制的世界上第一顆空間量子科學實驗衛(wèi)星，于2016年8月16日發(fā)射升空。

中國科學院日前傳來最新消息：“墨子號”衛(wèi)星上天一年，已提前完成既定科學目標，將“絕對保密”的量子通信從理論向?qū)嵱没俅瓮七M了一大步，并為我國未來繼續(xù)引領世界量子通信技術(shù)發(fā)展奠定堅實基礎。

提前完成三大科學目標

據(jù)中國科技大學潘建偉、彭承志團隊聯(lián)合中科院上海技物所等單位宣布，“墨子號”在國際上首次成功實現(xiàn)了從衛(wèi)星到地面的量子密鑰分發(fā)和從地面到衛(wèi)星的量子隱形傳態(tài)。

這是繼今年6月實現(xiàn)千公里級星地雙向量子糾纏分發(fā)和量子力學非定域性檢驗后，我國科學家利用“墨子號”實現(xiàn)的又兩項重大突破。

什么是量子密鑰？這得從量子特性和傳統(tǒng)信息加密技術(shù)的“瓶頸”說起。作為最小的、不可再分割的能量單位，量子具有不可克隆、“測不準”等特性。用量子做成“密鑰”來傳遞信息，竊聽必然會被發(fā)現(xiàn)，且加密內(nèi)容不可破譯。

傳統(tǒng)的信息加密技術(shù)，依靠的是計算的“復雜性”，但隨著數(shù)學和計算能力的飛速提升，再復雜的加密算法也“很快”會被破解。基于“量子密鑰”的量子通信，則是一種“原理上無條件安全”的通信方式，也為破解信息加密“瓶頸”提供了解決方案。

去年8月升空的全球首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”，為通過太空“量子傳密”提供了可能。實驗表明，在1200公里通信距離上，星地量子密鑰的傳輸效率比地面光纖信道高1萬億億倍，衛(wèi)星平均每秒發(fā)送4000萬個信號光子，一次實驗可生成300千比特（kbit）的密鑰，平均成碼率達1.1千比特/秒（kbps）。

星地量子隱形傳態(tài)是“墨子號”的另一個重大科學目標?！澳犹枴边^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(chǎn)生8000個量子隱形傳態(tài)事例，從500公里到1400公里的距離向衛(wèi)星發(fā)射糾纏光子。實驗表明，所有6個待傳送態(tài)均以大于99.7%的置信度超越了經(jīng)典極限。

潘建偉院士說，至此，“墨子號”三大既定科學目標（千里糾纏、星地傳密、隱形傳態(tài)）均成功實現(xiàn)，為我國未來繼續(xù)引領世界量子通信技術(shù)發(fā)展和空間尺度量子物理基本問題檢驗前沿研究，奠定了堅實的基礎。

改變世界的十大創(chuàng)新技術(shù)

量子科學實驗衛(wèi)星使我國在量子通信領域進一步擴大了世界領先的優(yōu)勢，并且作為我國基礎物理研究和航天工程兩個領域的完美結(jié)合，凸現(xiàn)了我國的綜合科技實力?！澳犹枴睆难兄七^程到成功發(fā)射均引起了社會上的廣泛關(guān)注和國際學術(shù)界的高度評價。

“墨子號”成功發(fā)射后，極大激起了公眾對量子科技的濃厚興趣。包括英國《自然》雜志、美國《科學》雜志、《科學美國人》、英國《新科學家》、《紐約時報》、英國廣播公司（BBC）等眾多國際知名學術(shù)和公共媒體都對“墨子號”進行了專題報道，美國國家航天局（NASA）也在其官網(wǎng)上對“墨子號”發(fā)射任務給出了詳細的介紹。2016年底，“墨子號”和人類首次探測到引力波等重大成果共同入選英國《自然》雜志點評的年度國際重大科學事件；“墨子號”作為唯一誕生于美國本土之外的創(chuàng)新技術(shù)入選《科學美國人》評選的2016年度“改變世界的十大創(chuàng)新技術(shù)”；近日，《華爾街日報》針對中國科技的高速發(fā)展給出了標題為“沉寂了一千年，中國誓回發(fā)明創(chuàng)新之巔”的專題文章，將“墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星作為中國創(chuàng)新能力提升的重要標志。

摘編自新華社、中國經(jīng)濟網(wǎng)endprint