人民網北京8月10日電(趙竹青)記者從中國科學院了解到,我國 “墨子號”量子科學實驗衛星在國際上首次成功實現從衛星到地面的量子密鑰分發和從地面到衛星的量子隱形傳態。兩項成果將於8月10日同時在線發表在國際權威學術期刊《自然》雜志上。該雜志的審稿人稱贊:“這是十分令人激動的消息,証明量子技術已經突破了天空的限制,同時也是中國在物理科學方面的投資及努力的証明。”
提前完成三大科學目標
至此,“墨子號”量子衛星提前並圓滿實現星地間的量子密鑰分發、量子糾纏分發、量子隱形傳態全部三大既定科學目標。
這三大科學目標均是為研究量子通信而設定。量子通信是目前世界上最前沿的技術,有著相當誘人的應用價值。與經典通信不同,利用量子密鑰對信息進行嚴格加密,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。
由於量子通信一般採用“單光子”作為載體,若是通過光纖或者近地直接傳輸,由於損耗太大,傳輸不遠。因而,此前量子通信的世界紀錄為百公裡量級。
由此,科學家們將目光望向了太空。由於外太空近於真空,光信號損耗小,因此通過衛星的輔助可以大大擴展量子通信距離。同時,也是在全球尺度上實現量子通信最有希望的途徑。
中國的科學家潘建偉團隊就是這方面的先驅。從2003年起,就開始搭建方案,並進行地面的前期基礎性研究。連續多年的努力取得了一個個突破,充分驗証了利用衛星實現量子通信的可行性。終於,在2016年8月16日,世界矚目的首顆量子衛星——“墨子號”發射升空,開展科學實驗。
裡程碑:量子技術“突破天際”
《自然》雜志審稿人用 “令人欽佩的成就”和“本領域的一個裡程碑”來稱贊中國此次的成果,並表示,“這些結果代表了遠距離量子通信持續探索中的重大突破”, “非常新穎並極具挑戰性,它代表了量子通信方案現實實現中的重大進步。”
“以前人們會說量子技術的極限在天邊,但這說法其實有些保守了。”《自然》的物理科學主編評價說,最近發表的這些實驗中量子技術已經突破了天空的限制,同時也是中國在物理科學方面的投資及努力的証明,“正因為有了這些投資與努力,該研究團隊才能夠將應用型量子通信技術方面的研究提升到如此的天文高度。”
這項成果是由中國科學技術大學潘建偉教授及其同事彭承志等組成的研究團隊,聯合中國科學院上海技術物理研究所王建宇研究組、微小衛星創新研究院、光電技術研究所、國家天文台、紫金山天文台、南京天文儀器有限公司、國家空間科學中心等,在中國科學院空間科學戰略性先導科技專項的支持下作出的。
中國科學院院長、黨組書記白春禮表示,“墨子號”開啟了全球化量子通信、空間量子物理學和量子引力實驗檢驗的大門,為我國在國際上搶佔了量子科技創新制高點,成為國際同行的標杆,實現了“領跑者”的轉變。