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官网-“墨子”升天:人类探寻星地通信的新征途

更新时间:2021-05-15
本文摘要:在量子通信领域,当大多数人仍致力于在实验室内部的原理性展示时,我们早已开始思维如何需要在太空中构建量子信息传输。

在量子通信领域,当大多数人仍致力于在实验室内部的原理性展示时,我们早已开始思维如何需要在太空中构建量子信息传输。8月16日,当全球第一颗量子科学实验卫星墨子号顺利转入太空时,量子科学实验卫星工程首席科学家潘建伟返回想了中国科学家们过去十多年来的不懈执着。  在量子通信的国际竞赛中,中国跟上并非最先,但在潘建伟等人的希望下,早已构建急弯转弯,沦为首个将量子科学实验卫星送到太空的国家。我们将引导全世界在量子通信方面的研究。

他说道。  从光纤到卫星  升空量子科学实验卫星的计划,要追溯到13年前。  近年来,量子信息科学沦为物理学和信息科学领域最活跃的研究前沿之一。

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利用量子调控技术,需要用一种革命性的方式对信息展开编码、存储、传输和操控,在保证信息安全、提升运算速度、提高测量精度等方面突破经典信息技术的瓶颈。  量子通信是目前为止唯一被严苛证明为无条件安全性的通信方式。

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量子不可分割、不能克隆,所以能确保加密内容不被破解。它可以彻底确保信息安全、维护全人类的隐私。潘建伟说道,量子通信的实用化和产业化沦为欧盟、美国、日本等争相追赶的目标。

  2001年,潘建伟回国创建量子信息实验室。2007年,他的团队在世界上首次利用收买态方案构建了安全性距离多达100公里的光纤量子密钥发给实验。在此基础上,我国在城市范围内通过光纤建构了城域量子通信网络,沦为城域量子通信网络的全球领先者。

  但光纤不存在损耗问题。潘建伟说道,要构建覆盖面积全球的广域量子保密通信,还必须利用卫星的货运。早在2003年,潘建伟之后明确提出了升空量子卫星的设想,而当时很多科学家对量子通信的设想还逗留在实验室。

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经过多年研究,2011年,我国月启动量子科学实验卫星工程,并将其列为空间科学先导专项。  几乎靠自己  墨子号量子卫星的设计寿命为两年,潘建伟为这颗第一个步入太空的量子卫星布置了作业:展开星地高速量子密钥发给实验,并在此基础上展开广域量子密钥网络实验,以期在空间量子通信实用化方面获得重大突破;在空间尺度展开量子纠结发给和量子隐形传态实验,积极开展空间尺度量子力学完善性检验的实验研究,检验量子力学在大尺度范围的有效性。

  这些实验将通过我国自律研发的星地量子通信设备已完成,它需要产生经过编码的,甚至是纠结的光子并升空到地面上,与之接入的地面系统则负责管理接管光子。为此,我国建设了以4个量子通信地面站和1个量子隐形传态实验站为核心的天地一体化量子科学实验系统。

  但是,要已完成作业并不精彩。量子卫星在飞行中的过程中,装载的两个激光器要分别射击两个地面站,向左向右同时传输量子密钥。国外的光通信卫星都是射击一个地面站,一颗卫星对准两个地面站的根本没过,而且还要确保对得准,技术难度很大。量子科学实验卫星工程常务副总师兼任卫星总指挥王建宇说道。

  这种高精度的追踪和地面站因应究竟有多难?王建宇打了个比方:躺在万米高空的飞机上,向地下倒数扔到一枚枚硬币,要确保每一枚硬币都要扔到线型开口的储蓄罐,而且储蓄罐还在转动。


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