中国成功发射世界首颗量子科学实验卫星
国际在线报道(记者 王洹星):16日凌晨1时40分,中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星发射升空。专家表示,此次发射任务的圆满成功,可以初步构建中国空地一体的广域量子通信体系,将实现通信的绝对安全。
16日凌晨,长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星顺利送入预定轨道,卫星发射取得圆满成功。
量子是现代物理的重要概念,最早由德国物理学家普朗克于1900年提出。量子是构成物质的最基本单元,是能量的最基本携带者,不可分割。量子与经典物理学最显著的区别是“量子叠加”:微观粒子可以处于所有可能状态的叠加态上,这也导致了未知的量子态势无法被精确的克隆。量子卫星首席科学家潘建伟院士指出,在保密通信领域,利用量子的不可分割和不可克隆,可以从原理上产生无条件安全的秘钥,从而确保身份认证、传输加密以及数字签名等的无条件安全,从根本上、永久性解决信息安全问题。潘建伟说:“确实我们在刚开始的时候,它可能只会用于金融、国防、政务比较大的客户,真正要实现实用化量子通信还需要将来有一个星座,就是多颗卫星组成的。如果一切顺利,我们希望通过五年的努力,突破星座的技术,十年就像“北斗”一样,天上有很多颗量子通信卫星,在信息安全方面带来比较大的推动。”
对于普通的卫星而言,只要顺利升空就意味着至少成功了一半。但对于量子卫星来说,发射升空却仅仅只是开始,卫星在太空中与地面光学站的“互动”,才是此次量子卫星实验的重头戏。据介绍,根据规划,中国量子科学实验卫星专项除研制及发射1颗量子科学实验卫星外,还要建设河北兴隆、云南丽江等4个量子通信地面站和1个空间量子隐形传态实验站为核心的空间量子科学实验系统。
据量子科学试验卫星工程卫星总指挥王建宇介绍,星地光路对准是量子实验任务的难点之一,这种光子的发射与接收被称为“针尖对麦芒”。因此,看得见、抓得稳是保证量子通信的基本前提。王建宇说:“相当于我们在飞机上要发射一个一个连续的硬币,要投到地面旋转的储蓄罐里,这个是描述了我们瞄准和偏正的难度,还有探测灵敏度,也是我们发射卫星难度最高的,要探测到每一个光子,相当于在月球上划一根火柴,我在地球上就要把它敏感的(探测)到。”
近两年,意大利、新加坡和英国的科学家也曾利用卫星探索天地量子通信的可行性,而中国则是第一个发射量子通信卫星验证整个流程的国家。随着相关技术研究的深入以及量子通信商业化的展开,量子通信有望成为全球市场规模过千亿级别的产业。
据量子卫星首席科学家潘建伟院士介绍,在全球第一个实现卫星和地面之间实现量子通信之后,中国还将陆续发射量子通信卫星构成卫星网络,希望到2030年左右,建成全球化的广域量子通信网络。潘建伟说:“目前,德国和意大利即将和我们签署协议,我们来探索一下全球量子通信网络组网实验性的可能性,也正跟加拿大的科学家谈相关的工作。其实,我们可以通过这么一个卫星走在世界的前面之后,可以引领整个学术界在这个方向的研究。”