＂墨子号＂抢占量子科技制高点 实现＂领跑者＂

日前，中国科学院在北京召开新闻发布会，宣布墨子量子科学实验卫星提前并成功实现了既定的全部三项科学目标，为中国未来继续在空尺度上引领世界量子通信技术发展和量子物理基础问题前沿研究奠定了坚实的科技基础。

2016年8月16日，中国成功发射第一颗量子科学实验卫星墨子。

抢占量子科技创新制高点实现“领军人物”转型

该研究团队由中国科学技术大学潘建伟教授和他的同事彭承志以及上海技术物理研究所王建宇研究组、微卫星创新研究所、光电技术研究所、国家天文台等组成。在中科院科技战略试点科技项目空的支持下，利用墨子量子科学实验卫星，在世界上首次成功实现了从卫星到地面的量子密钥分发和从地面到卫星的量子隐形传态。这两项成果于8月10日在国际权威学术期刊《自然》上在线发表。这是继双向量子纠缠分布和量子力学非局域性测试的研究成果发表在《科学》杂志上之后，中国科学家利用墨子量子卫星在空之间的量子物理研究中又一次重大突破。

中科院院长、党组书记白春礼表示，墨子在空之间开启了全球量子通信、量子物理、量子引力实验的大门，为中国在世界上抢占了量子科技创新的制高点，成为国际同行的标杆，实现了“龙头”的转型。

量子安全通信是唯一已知的不能被窃听和破译的安全通信方法

通信安全是国家信息安全和人类经济社会生活的基本要求。几千年来，人们对通信安全的追求从未停止过。而传统的基于计算复杂度的加密技术，原则上存在被破译的可能性。随着数学和计算能力的提高，破译经典密码的可能性日益增大。

一般认为，量子通信的主要研究内容包括量子密钥分配和量子隐形传态。

量子密钥分发，通过量子态的传输，允许远方的用户无条件地共享安全密钥，并使用密钥对信息进行严格的一次一个的加密。这是人类已知的唯一一种不可窃听、不可破译的无条件安全通信方式。

“一般来说，量子密钥分发就像一个人想把一个秘密传递给另一个人，需要把秘密盒子和一把密钥传递给接收者。接收者只有用这把钥匙打开盒子才能得到秘密。没有这个钥匙，别人是打不开箱子的，一旦这个钥匙被别人动了，发件人就会马上发现原来的钥匙无效，给一个新的钥匙，直到保证收件人自己拿到为止。”潘建伟说。

watai空光信号损耗小，卫星辅助可以大大扩展量子通信距离

量子通信通常使用单光子作为物理载体，最直接的方式是通过光纤或近表面自由空通道。如何实现安全、长距离、实用的量子通信是这一领域最大的挑战，也是国际学术界几十年来的共同目标。

中国科学院上海技术物理研究所研究员、量子科学实验卫星工程常务副总工程师、卫星系统总指挥王建宇说:“借助卫星，利用外层空间几乎是真空的事实，可以大大扩大量子通信距离，所以光信号损耗很小。同时，由于卫星具有方便覆盖整个地球的独特优势，是在全球范围内实现超远距离实用量子密码术和量子隐形传态最有前途的途径。”

自本世纪初以来，这一方向成为国际学术界激烈竞争的焦点。潘建伟的团队为实现星地量子通信进行了一系列开创性的实验研究。

为构建覆盖全球的量子安全通信网络奠定了可靠的技术基础

这次完成的高速量子密钥分发实验是墨子量子卫星的科学目标之一。

潘建伟表示，这一重要成果为构建覆盖全球的量子保密通信网络奠定了可靠的技术基础。在星地量子密钥分发的基础上，以卫星为可信中继，可以在地球上任意两点实现密钥共享，量子密钥分发范围可以扩展到覆盖全球。此外，通过将量子通信地面站与城际光纤量子保密通信网互联，可以构建全球一体化保密通信网。

地星量子隐形传态实验是墨子量子卫星的另一个科学目标。彭承志说，这一重要成果为空尺度间量子通信网络和空尺度间量子物理和量子引力实验的未来研究奠定了可靠的技术基础。