墨子号三大实验提前完成 中国冀构建量子通信全球组网

潘建伟院士在发布会上介绍墨子号有关情况。新华社

【今日时报网讯】中科院联合研究团队昨天宣布，「墨子号」首次成功从太空向地面发送「不可破解的」高速量子密钥，实现千公里级的星地双向量子通信，为建立最安全保密的全球量子通讯网奠定可靠基础。至此，「墨子号」已完成它所承担的三大任务，这在国际上尚属首次。研究团队希望再经十年努力，能够构建完整的空地一体广域量子通信网络体系，有望到2030年左右，建成全球化的广域量子通信网络。

达成「千公里级」量子通信

去年8月16日，中国成功发射的全球第一颗量子科学实验卫星「墨子号」;1个多月前，卫星首席科学家、中国科学技术大学潘建伟院士领导的中科院联合研究团队，在国际上率先实现了「千公里级」的星地双向量子纠缠分发，并将成果发表在6月16日的《科学》杂誌上，这完成了「墨子号」一项科学任务。昨天，该团队再次向外界宣布，「墨子号」完成另外两项任务，分别是高速星地量子密钥分发和地星量子隐形传态，相关成果已在线发表在8月10日的《自然》杂誌上。至此，「墨子号」量子卫星已提前完成预设的三大科学目标，在国际上首次成功实现了「千公里级」的星地双向量子通信。

在昨天的发布会上，潘建伟解释说，两项成果均与「信息安全」紧密相连。量子密钥分发是「目前人类唯一已知的不可窃听、不可破译的无条件安全的通信方式」，远距离量子隐形传态则是实现分散式量子信息处理网络的基本单元。

拟构建「量子通信全球组网」

随着「墨子号」相关实验的完成，中国科学家提出新目标：构建量子通信全球组网。潘建伟说，「墨子号」的星地高速量子密钥分发实验是由卫星发射量子信号，再由地面接收。这为构建覆盖全球的量子保密通信网络奠定了技术基础。而地星量子隐形传态实验则是由地面发射纠缠光子，再由卫星接收。这为未来开展空间尺度量子通信网络研究等奠定了技术基础。「如果国家支持发射多颗量子通信卫星，那幺有希望到2030年左右，建成全球化的广域量子通信网络。」潘建伟说。

对于「墨子号」未来1年的任务，潘建伟介绍说，团队可能在下月开始探索与欧洲、亚洲进行洲际密钥分发的可能性，并希望将该技术用于和出海舰艇等移动目标进行有效的远距离量子通信。目前，德国、意大利等国的地面站也正在为与「墨子号」对接做準备。

深空探索将持续进行

据了解，「墨子号」量子卫星是中科院空间科学先导专项在「十二五」期间支持的4颗科学卫星之一，另3颗卫星也都已成功发射。「悟空」暗物质粒子探测卫星、实践十号返回式科学实验卫星、「慧眼号」硬X射线调製望远镜卫星均获得了大量科学数据，相关科学成果将陆续发布。中国科学院院长白春礼表示，中科院还与国家自然科学基金委员会共同部署空间科学卫星科学研究联合基金，用以支持全国科研人员利用上述卫星平台开展前沿领域和综合交叉领域研究。

此外，中科院后续计划聚焦于宇宙起源、黑洞、引力波、系外行星探测、太阳系资源勘探、太阳爆发机理等重大基础科学前沿问题。中科院与欧空局联合支持的太阳风-磁层相互作用全景成像卫星(SMILE)已立项实施，爱因斯坦探针卫星(EP)、先进天基太阳天文台卫星(ASO-S)已启动立项综合论证。