2030建量子通訊網

中國研發的全球首顆量子科學實驗衛星「墨子號」，昨日凌晨大約1時在酒泉衛星發射中心，利用長征二號丁運載火箭，成功發射升空。「墨子號」在入軌後，將展開衛星和地面間的量子通訊實驗，其中最受矚目的就是量子通訊的保密性，透過全新的編碼和傳輸方式，確保通訊安全，對未來軍事和金融等方面意義重大。當局還計劃未來的五年發射五顆新的衛星，力爭在2030年前後建成一個全球性的量子通訊網。

中國科學院院士潘建偉表示，這顆量子衛星被命名「墨子號」，突顯中國古代科學家墨子較西方早1,000多年發現「小孔成像原理」，並證明光是沿直線傳播，為當今量子通訊研究奠定基礎。量子衛星於2011年12月立項，也是中科院空間科學先導專項首批科學實驗衛星之一，為此還建設包括南山、德令哈、興隆、麗江四個量子通訊地面站和阿里量子隱形傳態實驗站在內的地面科學應用系統，與量子衛星共同構成天地一體化量子科學實驗系統。這顆中國自主研發的量子衛星突破多項工程級關鍵技術，包括同時瞄準兩個地面站的高精度星地光路對準、星地偏振態保持與基矢校正、星載量子糾纏源等工程級關鍵技術等，衛星設計壽命為兩年。

中國科學院院士潘建偉表示，隨著中國科技的迅猛發展，相信量子通訊將在十年左右時間輻射千家萬戶。（ CFP圖片）

將實現廣域量子保密通訊

潘建偉表示，此次「墨子號」量子實驗衛星的主要科研任務之一是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訊。量子通訊是根據量子物理原理，提供一種全新方式對資訊進行編碼、儲存、傳輸和邏輯操作，並精確操縱光子、原子等微觀粒子，以確保通訊安全和提升計算速度等。經過多年的努力，中國已經躋身於國際一流的量子資訊研究行列，在城域量子通訊技術方面，已經建立起來的北京、濟南、合肥、上海四個量子通訊城域網，將在可信中繼的幫助下，通過光纖串聯起來，構成量子通訊的「京滬幹線」。

然而，這只是開始。潘建偉指出，要實現遠距離甚至全球量子通訊，僅依靠光纖量子通訊技術遠遠不夠。量子的資訊攜帶者光子在光纖裡傳播損失相當嚴重，100公里之後大約只有1‰的訊號可以到達最後的接收站，但光子穿透整個大氣層後卻可以保留大約80%，再利用衛星的中轉，就可以實現地面上相距數千公里甚至覆蓋全球的廣域量子保密通訊。

中國研發的全球首顆量子科學實驗衛星「墨子號」，昨日凌晨大約1時在酒泉衛星發射中心，利用長征二號丁運載火箭，成功發射升空。（ 新華社圖片）

十年左右將輻射千家萬戶

潘建偉說，傳統的資訊安全都是依賴於複雜的演算法，只要計算能力足夠強大，再複雜的保密演算法都能夠被破解。而在量子保密通訊中，量子是微光世界的最小單元，由於量子的不可分割、不可克隆（複製）和測不準的特性，所以一旦存在竊聽就必然會被發送者察覺並規避。潘建偉表示，理論上絕對安全的通訊一旦實現，政府、軍隊和銀行，乃至全社會都將獲益。而未來，量子通訊不僅只是一種全新的加密通訊手段。潘建偉說，隨著中國科技的迅猛發展，相信量子通訊將在十年左右時間輻射千家萬戶。屆時，每個人的家裡、手機上或許都會有一個量子加密晶片，銀行轉款、電子賬戶等的涉密操作，都不用擔心被盜用或者攻擊。

「墨子號」覆蓋全球

潘建偉說，「墨子號」發射以後，如果效果達到預期，下一步還計劃發射「墨子二號」、「墨子三號」。因為單顆低軌衛星無法覆蓋全球，同時由於強烈的太陽光背景，目前的星地量子通訊只能在夜間進行。要實現高效的全球化量子通訊，還需要形成一個衛星網路。「墨子號」也將連接中國和奧地利之間的量子通訊網，以證明全球規模的量子通訊網路設想是可行的。未來，一個由幾十顆量子衛星組成的「璀璨星群」，將與地面量子通訊幹線「攜手」，支撑起「天地一體」的量子通訊網。到2030年左右，中國力爭率先建成全球化的廣域量子保密通訊網路。

在酒泉衛星發射中心，科學家早前對量子科學實驗衛星進行太陽翼展開試驗。 （互聯網圖片）