南非科學(xué)家：在晴朗夜空看到中國(guó)量子衛(wèi)星的光芒

2025-03-20 14:48 作者：白舸新華網(wǎng) 責(zé)任編輯：吳靜

新華社約翰內(nèi)斯堡3月20日電（記者白舸）“在一個(gè)晴朗的夜空，我們看到中國(guó)衛(wèi)星閃爍的綠色光芒，隨后地面站檢測(cè)到信號(hào)，通信成功了！”南非斯泰倫博斯大學(xué)量子計(jì)算教授弗朗西斯科·彼得魯喬內(nèi)在接受新華社記者采訪時(shí)，如此回憶中國(guó)量子衛(wèi)星首次連接到南半球地面站的場(chǎng)景。

中國(guó)和南非科研人員合作的論文20日發(fā)表于國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《自然》，研究團(tuán)隊(duì)報(bào)告在相隔12900多公里的距離上通過(guò)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)量子密鑰分發(fā)，為實(shí)用化衛(wèi)星量子通信組網(wǎng)鋪平道路。

參與實(shí)驗(yàn)的南非科學(xué)家表示，這是南半球首次開展衛(wèi)星量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)，在2025年“國(guó)際量子科學(xué)與技術(shù)年”，與中國(guó)的合作更顯科技促進(jìn)人類共同發(fā)展的意義。

跨越南北半球：“激動(dòng)人心”

“那是非常激動(dòng)人心的時(shí)刻。”參與這項(xiàng)研究的彼得魯喬內(nèi)回憶說(shuō)。斯泰倫博斯大學(xué)工程樓的屋頂上，建了一個(gè)地面站與中國(guó)的衛(wèi)星通信。這里的環(huán)境合適，濕度低，天空經(jīng)常晴朗無(wú)云。就在一個(gè)晴朗的夜空，地面站接收到了衛(wèi)星信號(hào)。“我們盡情慶祝，共享大餐。”

本項(xiàng)研究利用了中國(guó)2022年發(fā)射的世界首顆量子微納衛(wèi)星“濟(jì)南一號(hào)”，與之前已聞名世界的“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星相比，量子微納衛(wèi)星的成本更低，多項(xiàng)性能更高，同時(shí)地面站也變得小型化、可移動(dòng)，從而方便部署。

據(jù)介紹，研究團(tuán)隊(duì)利用量子微納衛(wèi)星與設(shè)在中國(guó)合肥、北京、上海以及南非斯泰倫博斯等地的地面站建立光鏈路，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)星地量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)。

斯泰倫博斯大學(xué)物理系高級(jí)講師婭西拉·伊斯梅爾分享了她最難忘的時(shí)刻。本次實(shí)驗(yàn)持續(xù)多個(gè)夜晚，在單次衛(wèi)星通過(guò)期間實(shí)現(xiàn)了多達(dá)100萬(wàn)比特的安全密鑰共享。那個(gè)晚上，她和中國(guó)同事圍坐在電腦旁，眼睛緊盯著屏幕，實(shí)時(shí)監(jiān)控衛(wèi)星通過(guò)時(shí)生成的密鑰率。“當(dāng)密鑰率突破100萬(wàn)比特時(shí)，我們非常興奮地跳起來(lái)，這是我們從未想過(guò)能達(dá)到的數(shù)字。”

量子科技發(fā)展：合作“雙贏”

“我們非常自豪能夠與中國(guó)合作。”彼得魯喬內(nèi)說(shuō)，中國(guó)在量子通信等領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。南非專家與中國(guó)同行合作有助于提升自身的專業(yè)知識(shí)，同時(shí)也作出了自己的貢獻(xiàn)，可以說(shuō)是一種“雙贏”。

他指出，這次是在南半球開展的首次衛(wèi)星量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明南半球沒(méi)有被排除在未來(lái)的相關(guān)技術(shù)進(jìn)展之外。如今，量子科技正在催生一系列新興產(chǎn)業(yè)，這是加入新的產(chǎn)業(yè)革命的良機(jī)。通過(guò)與這一領(lǐng)域的佼佼者——中國(guó)合作，南非可以拓展相關(guān)知識(shí)，培養(yǎng)新型人才，創(chuàng)造更多就業(yè)機(jī)會(huì)。

這次跨越上萬(wàn)公里的量子通信實(shí)驗(yàn)成功，意味著未來(lái)可以發(fā)射多顆微納衛(wèi)星構(gòu)建“量子星座”，在全球部署具有良好保密性的量子通信網(wǎng)絡(luò)。伊斯梅爾說(shuō)，這是相關(guān)領(lǐng)域研究人員的共同目標(biāo)，“要完成這個(gè)目標(biāo)，需要國(guó)際合作來(lái)保證建設(shè)全球性的量子網(wǎng)絡(luò)。”

今年是量子力學(xué)誕生100周年。聯(lián)合國(guó)教科文組織宣布今年為“國(guó)際量子科學(xué)與技術(shù)年”，目的包括促進(jìn)量子科技與社會(huì)的結(jié)合發(fā)展。彼得魯喬內(nèi)表示，當(dāng)今世界面臨種種挑戰(zhàn)，而科學(xué)是應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的重要工具，人們?cè)诳茖W(xué)合作中也可以加深彼此了解。“我希望能通過(guò)加強(qiáng)量子領(lǐng)域的國(guó)際合作，幫助建設(shè)一個(gè)和平繁榮的世界，共同應(yīng)對(duì)全球挑戰(zhàn)。”

關(guān)鍵詞：量子通信,科學(xué)家,量子計(jì)算,夜空,衛(wèi)星信號(hào)

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