新京报快讯(见习记者 倪伟)8月10日凌晨,中国科学院宣布,“墨子号”量子科学实验卫星用1年时间提前实现了原定2年完成的科学目标。国际知名科学期刊《自然》当天在线发表了实验团队的两项最新成果:从卫星到地面的高速量子密钥分发,和量子隐形传态。
去年8月16日,我国科学家自主研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”成功发射,瞄准量子领域最前沿的三大科学目标:千公里级量子纠缠分发、量子密钥分发、量子隐形传态。
今年6月,我国已经实现千公里级星地双向量子纠缠分发。如今,“墨子号”三大科学目标均圆满完成。中科院院长白春礼院士表示,中国“在量子通信研究领域保持着领跑优势。”这也标志着,我国率先向量子保密通信前进了一大步。
量子通信被科学界认为是当前理论上不可窃听、不可破译的通信方式。主要原理是向两地的用户分发量子密钥,利用密钥对信息采用“一次一密”的严格加密。
量子卫星首席科学家、中国科学院院士潘建伟解释说,量子密钥就是在A和B之间生成一串只有他们知道的随机数,然后用这个随机数来加密。量子密钥一旦被截获或者被测量,其自身状态就会立刻发生改变,截获的人也只能得到无效信息。
与传统通话方式相比,量子保密通信采用的是“一次一密”的工作机制。通话期间,密码机每分每秒都在产生密码,一旦通话结束,这串密码就会立即失效,且下次通话不会重复使用。
潘建伟向媒体介绍,量子通信最直接的方式是通过光纤或者近地面自由空间信道传输。但是,这两种信道的损耗极大,使得量子通信局限在百公里量级。
几乎真空状态的外太空,则是理想的传输环境。外太空几乎真空,因而光信号损耗非常小,在卫星辅助下,量子通信距离可以大大增加。而且卫星覆盖整个地球,可以在全球尺度上实现超远距离实用化量子密码和量子隐形传态,实现远距离量子通信。
其实,量子通信已经有了实际应用。我国量子保密通信“京沪干线多公里,连接北京、济南、合肥、上海等地的城域量子通信网。2013年,山东省数十个省直机关事业单位、金融机构率先尝试量子加密通信,实现了语音电话、传真、文本通信和文件传输等量子保密传输业务。
量子通信在国防、军事、金融等领域应用前景广阔。有专家预测,量子通信技术可能在20至30年后对人类社会发展产生难以估量的影响。




