人民網(wǎng)北京8月10日電(趙竹青)記者從中國(guó)科學(xué)院了解到,我國(guó) “墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星在國(guó)際上首次成功實(shí)現(xiàn)從衛(wèi)星到地面的量子密鑰分發(fā)和從地面到衛(wèi)星的量子隱形傳態(tài)。兩項(xiàng)成果將于8月10日同時(shí)在線發(fā)表在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上。該雜志的審稿人稱贊:“這是十分令人激動(dòng)的消息,證明量子技術(shù)已經(jīng)突破了天空的限制,同時(shí)也是中國(guó)在物理科學(xué)方面的投資及努力的證明。”
提前完成三大科學(xué)目標(biāo)
至此,“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星提前并圓滿實(shí)現(xiàn)星地間的量子密鑰分發(fā)、量子糾纏分發(fā)、量子隱形傳態(tài)全部三大既定科學(xué)目標(biāo)。
這三大科學(xué)目標(biāo)均是為研究量子通信而設(shè)定。量子通信是目前世界上最前沿的技術(shù),有著相當(dāng)誘人的應(yīng)用價(jià)值。與經(jīng)典通信不同,利用量子密鑰對(duì)信息進(jìn)行嚴(yán)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。
由于量子通信一般采用“單光子”作為載體,若是通過光纖或者近地直接傳輸,由于損耗太大,傳輸不遠(yuǎn)。因而,此前量子通信的世界紀(jì)錄為百公里量級(jí)。
由此,科學(xué)家們將目光望向了太空。由于外太空近于真空,光信號(hào)損耗小,因此通過衛(wèi)星的輔助可以大大擴(kuò)展量子通信距離。同時(shí),也是在全球尺度上實(shí)現(xiàn)量子通信最有希望的途徑。
中國(guó)的科學(xué)家潘建偉團(tuán)隊(duì)就是這方面的先驅(qū)。從2003年起,就開始搭建方案,并進(jìn)行地面的前期基礎(chǔ)性研究。連續(xù)多年的努力取得了一個(gè)個(gè)突破,充分驗(yàn)證了利用衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)量子通信的可行性。終于,在2016年8月16日,世界矚目的首顆量子衛(wèi)星——“墨子號(hào)”發(fā)射升空,開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
里程碑:量子技術(shù)“突破天際”
《自然》雜志審稿人用“令人欽佩的成就”和“本領(lǐng)域的一個(gè)里程碑”來稱贊中國(guó)此次的成果,并表示,“這些結(jié)果代表了遠(yuǎn)距離量子通信持續(xù)探索中的重大突破”, “非常新穎并極具挑戰(zhàn)性,它代表了量子通信方案現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)中的重大進(jìn)步。”
“以前人們會(huì)說量子技術(shù)的極限在天邊,但這說法其實(shí)有些保守了。”《自然》的物理科學(xué)主編評(píng)價(jià)說,最近發(fā)表的這些實(shí)驗(yàn)中量子技術(shù)已經(jīng)突破了天空的限制,同時(shí)也是中國(guó)在物理科學(xué)方面的投資及努力的證明,“正因?yàn)橛辛诉@些投資與努力,該研究團(tuán)隊(duì)才能夠?qū)?yīng)用型量子通信技術(shù)方面的研究提升到如此的天文高度。”
這項(xiàng)成果是由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授及其同事彭承志等組成的研究團(tuán)隊(duì),聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所王建宇研究組、微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、光電技術(shù)研究所、國(guó)家天文臺(tái)、紫金山天文臺(tái)、南京天文儀器有限公司、國(guó)家空間科學(xué)中心等,在中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)的支持下作出的。
中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)、黨組書記白春禮表示,“墨子號(hào)”開啟了全球化量子通信、空間量子物理學(xué)和量子引力實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的大門,為我國(guó)在國(guó)際上搶占了量子科技創(chuàng)新制高點(diǎn),成為國(guó)際同行的標(biāo)桿,實(shí)現(xiàn)了“領(lǐng)跑者”的轉(zhuǎn)變。