中國量子衛星是神來之筆：開啟世界量子太空競賽

英媒稱，中國發射的量子通訊衛星已經開啟了世界量子太空競賽，在理論上這種利用量子科學原理的新型衛星能夠提供無法被破解的保密通訊頻道。

開啟量子太空競賽

據英國廣播公司網站6月16日報道，這個名為“墨子”的衛星去年8月從中國西北的戈壁灘上發射，是第一個量子通訊衛星。

報道稱，這是建設新型互聯網努力的一部分，這種新互聯網將來比現在的互聯網更加安全。

試驗衛星“墨子”攜帶精密的光學設備，繼續繞地球運行，并且向兩個距離1200公里的、建立在山頂的地面站發射信號。

報道稱，衛星上的光學設備的用途是向地面站發送光的粒子或光子，其中加入“密匙”傳送加密信息。在安徽合肥的這個項目的主要研究人員潘建偉說，中國已經開啟了世界量子太空競賽。

量子保密技術在很多方面應該類似于現有的加密的網絡金融數據技術。

報道稱，在客戶和網店分享敏感信息前，雙方要交換復雜的數字，以此把隨后發送的信息字碼打亂。信息里面還包含了能夠安全破解信息的密匙。

但是數字本身的弱點是它能夠被截獲，在擁有足夠計算能力的情況下，這些數字能夠被破譯。但是量子加密十分超前，因為它能夠利用量子科學隱藏密匙。

報道稱，在太空真空中，因為沒有原子，至少原子數量微乎其微，因此量子信號受到的干擾很少。

這就是為什么中國的“墨子”衛星測試具有重要意義的原因。這種測試已經證明了在太空建立的網絡是可行的，這個結果發表在最近一期的科學雜志上。

但實際操作上實現上述構想并不容易。衛星每天，或每晚，只有在不到5分鐘時間里穿越中國上空的500公里距離，因為太陽強光會輕易淹沒量子信號。“墨子”號衛星的精密光學設備產生至關重要的光子對，并向建在中國高山上的望遠鏡發射。

技術的杰作

潘建偉在中國科技大學的辦公室對BBC記者說，他在2003年的時候有了上述設想，當時許多人認為那是個瘋狂的想法。他說，因為在實驗室里做復雜的量子光纖實驗當時的挑戰性就很大，你怎么能在幾千公里的距離作同樣的試驗，而且光學設備是被安裝在以每秒８公里速度飛行的衛星上面？

報道稱，當衛星飛越中國上空的時候，用激光束指引衛星的光學設備，讓他們瞄準地面基站。測試顯示到達地面的光子保留了加密通訊所需的量子特性。

數學家阿圖爾·埃克特也被中國的試驗觸動，他在發給BBC的電郵中說，“中國的試驗是很了不起的科技成就?！卑？颂厣鲜兰o90年代在牛津大學學習量子信息的時候就建議用配對光子加密的方法。他解嘲地說：“當時我建議過這種計劃，但我沒有想到這個計劃被提到如此的高度。”

新加坡國立大學的物理學者Alex Ling也在同一領域做研究，但他的首顆小型量子衛星在2014年發射后不久發生爆炸。他對“墨子”衛星大加贊揚：“試驗毫無疑問是技術上的神來之筆?！?/p>

按照中國研究的下一步計劃，潘建偉將同他從前的博士研究導師，維也納大學的蔡林格合作。他們要通過“墨子”衛星證明，在一個國家之內能夠實現的試驗目標也能在這個歐亞大陸實現。

潘建偉說，將來的量子互聯網將包括地面的光纖網絡，太空中的衛星將不同的光纖網絡連接起來。他認為這個構想將來會成為現實。

報道稱，目前潘建偉已經開始準備衛星布局的細節以完成上述實驗。

報道稱，雖然一些觀察員對于是否有人愿意為量子互聯網投資有保留，但是潘建偉和蔡林格以及其他科技人員認為一旦量子網絡問世，無人能抵御其誘惑。

圖片： “墨子號”量子科學實驗衛星與興隆量子通信地面站建立天地鏈路。新華社記者 金立旺 攝