千裡糾纏、星地傳密、隱形傳態——繼「墨子號」量子衛星發射以來,不到一年的時間裡,設定的三大科學目標,全部圓滿完成。》》》推薦閱讀:合肥科學島小太陽再出好消息 中國造ITER首個部件研製成功
8月10日,記者從中國科大了解到,該校潘建偉教授及彭承志等組成的科學團隊,聯合中科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、國家天文臺、紫金山天文臺、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,利用「墨子號」量子科學實驗衛星,在國際上首次成功實現了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。兩項成果於8月10日同時在線發表在國際權威學術期刊《自然》雜誌上。
這是繼先前在國際上率先實現千公裡級星地雙向量子糾纏分發和量子力學非定域性檢驗的研究成果發表在《科學》雜誌之後,我國科學家利用「墨子號」量子衛星實現的空間量子物理研究另外兩項重大突破。
三大科學任務之「星地傳密」 幫你實現不可破譯的密碼
完成情況:已完成
完成時間:2017年8月
有不可破譯的密碼嗎?量子通信給出的答案是「能」。
傳統加密技術是基於計算的複雜性,在原理上就存在被破譯的可能性。
量子密鑰分發則不同,它通過量子態的傳輸,在遙遠兩地的用戶共享無條件安全的密鑰,利用該密鑰對信息進行一次一密的嚴格加密,這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。
在地面上的量子密鑰分發,科學家們早已實現。而這一次,潘建偉團隊將量子密鑰分發的平臺設置在「星地之間」。
「量子通信通常採用單光子作為物理載體,最直接的方式是通過光纖或者近地面自由空間信道傳輸。但是,這兩種信道的損耗都會隨著距離的增加而指數增加。」
潘建偉團隊相關人士告訴記者,由於量子不可克隆原理,量子通信的信號不能像經典通信那樣被放大,這使得之前量子通信的世界紀錄為百公裡量級。
而有了量子衛星之後,外太空幾乎真空的條件,可以讓光信號損耗變得非常小,且可以覆蓋整個地球。
「墨子號」量子衛星發射成功後,設定了三大科學目標,星地高速量子密鑰分發是其中之一。
以星地量子密鑰分發為基礎,將衛星作為可信中繼,可以實現地球上任意兩點的密鑰共享,將量子密鑰分發範圍擴展到覆蓋全球。此外,將量子通信地面站與城際光纖量子保密通信網(如合肥量子通信網、濟南量子通信網、京滬幹線)互聯,可以構建覆蓋全球的天地一體化保密通信網絡。