墨子號(hào)
中國(guó)科學(xué)院10日凌晨宣布，“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星用1年時(shí)間提前實(shí)現(xiàn)了既定2年完成的科學(xué)目標(biāo)。中科院院長(zhǎng)白春禮說，系列成果贏得巨大國(guó)際聲譽(yù)，標(biāo)志著我國(guó)在量子通信領(lǐng)域的研究在國(guó)際上達(dá)到全面領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)地位。
從衛(wèi)星到地面的量子密鑰分發(fā)，以及從地面到衛(wèi)星的量子隱形傳態(tài)，是“墨子號(hào)”最新實(shí)現(xiàn)的科學(xué)目標(biāo)。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、彭承志團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中科院上海技術(shù)物理研究所等單位完成上述重要成果，在線發(fā)表于國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》。
據(jù)了解，星地高速量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)采用衛(wèi)星發(fā)射量子信號(hào)、地面接收的方式，“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星過境時(shí)，與河北興隆地面光學(xué)站建立光鏈路，通信距離為645公里至1200公里。衛(wèi)星上量子誘騙態(tài)光源平均每秒發(fā)送4000萬個(gè)信號(hào)光子，一次過軌對(duì)接實(shí)驗(yàn)可生成300千比特（kbit）的安全密鑰，平均成碼率可達(dá)1.1千比特/秒（kbps）。
潘建偉介紹，這一成果為構(gòu)建覆蓋全球的量子保密通信網(wǎng)絡(luò)奠定了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。以星地量子密鑰分發(fā)為基礎(chǔ)，將衛(wèi)星作為可信中繼，可以實(shí)現(xiàn)地球上任意兩點(diǎn)的密鑰共享，將量子密鑰分發(fā)范圍擴(kuò)展到覆蓋全球。
《自然》審稿人表示，星地量子密鑰分發(fā)成果是“本領(lǐng)域的一個(gè)里程碑”。
地星量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)采用地面發(fā)射糾纏光子、天上接收的方式，“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星過境時(shí)，與海拔5100米的西藏阿里地面站建立光鏈路。地面光源每秒產(chǎn)生8000個(gè)量子隱形傳態(tài)事例，地面向衛(wèi)星發(fā)射糾纏光子，實(shí)驗(yàn)通信距離為500公里至1400公里，所有6個(gè)待傳送態(tài)均以大于99.7%的置信度超越經(jīng)典極限。
潘建偉介紹，假設(shè)在同樣長(zhǎng)度的光纖中重復(fù)這一工作，需要3800億年才能觀測(cè)到1個(gè)事例。這一成果為未來開展空間尺度量子通信網(wǎng)絡(luò)研究，以及空間量子物理學(xué)和量子引力實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)等研究奠定了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。
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