量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星 中國(guó)通信領(lǐng)域“殺手锏” 將有望于2016年先于歐美發(fā)射

 由中國(guó)科學(xué)家完全自主研發(fā)的世界首顆“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”現(xiàn)已完成關(guān)鍵部件的研制與交付，衛(wèi)星有望先于歐美在2016年左右發(fā)射，在軌設(shè)計(jì)壽命為2年。

據(jù)新華網(wǎng)報(bào)道，“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”工程常務(wù)副總師、中科院上海分院副院長(zhǎng)王建宇近日在“量子信息、量子計(jì)算和量子測(cè)量學(xué)科發(fā)展戰(zhàn)略院士論壇”上透露，由中國(guó)科學(xué)家完全自主研發(fā)的世界首顆“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”現(xiàn)已完成關(guān)鍵部件的研制與交付，衛(wèi)星有望先于歐美在2016年左右發(fā)射，在軌設(shè)計(jì)壽命為2年。

“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”是中科院空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)中首批確定的五顆科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星之一，旨在建立衛(wèi)星與地面間遠(yuǎn)距離量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并在此平臺(tái)上完成多項(xiàng)大尺度量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)。該項(xiàng)目啟動(dòng)于2011年，由中科院院士、中國(guó)量子科學(xué)研究的領(lǐng)軍人物潘建偉團(tuán)隊(duì)牽頭實(shí)施。

專家們認(rèn)為，“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”關(guān)鍵部件的成功研制，不僅是中國(guó)保密通信領(lǐng)域“殺手锏”技術(shù)研發(fā)的重大突破，實(shí)現(xiàn)了從跟隨創(chuàng)新到引領(lǐng)創(chuàng)新、從集成創(chuàng)新到原始創(chuàng)新的跨越，同時(shí)也是世界量子通信技術(shù)的重要?jiǎng)?chuàng)新，它有望將人類科技發(fā)展史上“最安全的通信手段”具備覆蓋全球的能力。

量子是最小的、不可再分割的能量單位。在微觀世界里，有共同來源的兩個(gè)量子之間存在著“糾纏”關(guān)系，無論二者相距多遠(yuǎn)，只要其中一個(gè)量子狀態(tài)發(fā)生變化，另一個(gè)量子就能立即“感應(yīng)”，并做出相應(yīng)變化。利用量子的這種“糾纏”效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的新型通信方式就叫量子通信。

在保密通信領(lǐng)域，量子通信以絕對(duì)安全、超大信息容量、超高通信速率、超遠(yuǎn)距離傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，被全球科技界、產(chǎn)業(yè)界視為繼微電子信息之后，極有可能引發(fā)軍事、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)領(lǐng)域又一次重大革命的關(guān)鍵技術(shù)。它同時(shí)也是迄今為止唯一被嚴(yán)格證明是“無條件安全”的通信方式，可以從根本上解決國(guó)防、金融、政務(wù)、商業(yè)等領(lǐng)域的信息安全問題。

目前，量子通信已逐步從理論走向?qū)嶒?yàn)，并向?qū)嵱没l(fā)展邁進(jìn)，世界主要國(guó)家紛紛將其作為戰(zhàn)略項(xiàng)目。如果將全球量子通信技術(shù)攻關(guān)比做一場(chǎng)長(zhǎng)跑競(jìng)賽，那么，中國(guó)的起步并不是最早的。但是，經(jīng)過科學(xué)家們孜孜不倦地努力，目前中國(guó)已成功實(shí)現(xiàn)“逆襲”，躋身“第一方陣”，牢牢掌握著具有世界領(lǐng)先水平的尖端技術(shù)。

國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》曾評(píng)論：在量子通信領(lǐng)域，中國(guó)用了不到十年的時(shí)間，由一個(gè)不起眼的國(guó)家發(fā)展成為現(xiàn)在的世界勁旅;中國(guó)或?qū)⑾扔跉W洲和北美發(fā)射“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”，建立首個(gè)全球量子通信網(wǎng)絡(luò)。

如今，中國(guó)距離這一預(yù)言的實(shí)現(xiàn)已越來越近……

潘建偉說，量子通信的關(guān)鍵要素是“量子密鑰”，它用具有量子態(tài)的物質(zhì)作為密碼，一旦被截獲或者被測(cè)量，其自身狀態(tài)就會(huì)立刻發(fā)生改變。截獲量子密鑰的人只能得到無效信息，而信息的合法接收者則可以從量子態(tài)的改變中得知量子密鑰曾被截取過。將量子密鑰應(yīng)用于量子通信中，就是量子保密通信。與傳統(tǒng)通話方式相比，量子保密通信采用的是“一次一密”的工作機(jī)制，通話期間，密碼機(jī)每分每秒都在產(chǎn)生密碼，一旦通話結(jié)束，這串密碼就會(huì)立即失效，且下次通話不會(huì)重復(fù)使用。

王建宇說，目前科學(xué)界普遍認(rèn)為，通過衛(wèi)星中轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行遠(yuǎn)距離量子通信是實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)保密通信的最佳方法。而此次中國(guó)研制“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”的主要目的正是旨在開展衛(wèi)星與地面之間絕對(duì)安全的高速量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)，通過高精度的捕獲和跟瞄系統(tǒng)，建立超遠(yuǎn)距離的量子信道，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)的演示。這將是國(guó)際上首次星地間量子通信實(shí)驗(yàn)。

記者了解到，除研制一顆“量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星”外，整個(gè)工程還將研制生產(chǎn)一發(fā)長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭，并將衛(wèi)星發(fā)射至預(yù)定軌道。同時(shí)，工程還將建設(shè)4個(gè)量子通信地面站和1個(gè)空間量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)站，以此形成天地一體化的量子通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，這將為確保中國(guó)網(wǎng)絡(luò)通信安全、國(guó)家安全作出重大現(xiàn)實(shí)貢獻(xiàn)。