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軍工航天新聞

全球首創(chuàng)「量子星」建保密通信體系

星之球科技 來源:文匯報2016-08-08 我要評論(0 )   

中國制造的首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星預(yù)計本月中旬在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心升空。如果這顆衛(wèi)星成功發(fā)射,中國將成為全球第一個實現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間量子通信的國家。未來,中國還將...

       在保密通信領(lǐng)域,量子通信是迄今為止唯一被嚴(yán)格證明「無條件安全」的通信方式。通過量子通信,人們可以從根本上解決國防、金融、政務(wù)等領(lǐng)域的信息安全問題。量子通信被認(rèn)為是最有可能引發(fā)軍事、經(jīng)濟(jì)、社會領(lǐng)域又一次關(guān)鍵技術(shù)革命的領(lǐng)域。
 
量子科學(xué)實驗衛(wèi)星在軌示意圖。中科院國家空間科學(xué)中心提供
 
  天地一體聯(lián)接亞歐
  中國制造的首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星預(yù)計本月中旬在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心升空。如果這顆衛(wèi)星成功發(fā)射,中國將成為全球第一個實現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間量子通信的國家。未來,中國還將構(gòu)建一個天地一體化的量子保密通信與科學(xué)實驗體系。按規(guī)劃,中國預(yù)計在2020年實現(xiàn)亞洲與歐洲的洲際量子密鑰分發(fā),屆時聯(lián)接亞洲與歐洲的洲際量子通信網(wǎng)也將建成。
 
  三大任務(wù)全球首次
  吳季表示,量子科學(xué)實驗衛(wèi)星在軌期間要完成三大任務(wù)。包括衛(wèi)星和地面絕對安全量子密鑰分發(fā)、驗證太空貝爾不等式和實現(xiàn)地面與衛(wèi)星之間量子的隱形傳態(tài),這些科學(xué)目標(biāo)都是非常前沿的。日本現(xiàn)準(zhǔn)備做單方向的量子密鑰傳輸,加拿大也有類似計劃,歐洲在地面上已經(jīng)將量子糾纏分發(fā)做到了接近100公里,「但在太空進(jìn)行量子科學(xué)實驗,中國將是第一個」。
 
  發(fā)射接收超高精度
  上述這些實驗,都將通過中國自主研發(fā)的星地量子通信設(shè)備完成。用盡量通俗的語言形容是,量子通信設(shè)備能夠產(chǎn)生經(jīng)過編碼的、甚至是糾纏的光子并發(fā)射到地面上,與之對接的地面系統(tǒng)則負(fù)責(zé)「接收光子」,而這種被稱為「針尖對麥芒」的光子的發(fā)射和接收需要超高精度的瞄準(zhǔn)、捕獲和跟蹤。
 
  已經(jīng)在地面上進(jìn)行過的量子通信實驗,為何還要在太空中進(jìn)行?吳季表示,在地面上的實驗,傳遞的距離受到限制,這令實驗尚存在一些爭議。到太空做實驗就是要把一對糾纏的光子拉得特別遠(yuǎn),超過1,000公里?!高@個實驗如果能做成功,對基礎(chǔ)科學(xué)會有很大的影響,所以非常值得做?!箙羌菊f,衛(wèi)星在飛行的過程中,所攜帶的2個激光器要分別瞄準(zhǔn)2個地面站,向2個方向同時傳輸糾纏量子對。中國科研人員采用一系列創(chuàng)新技術(shù),使得量子衛(wèi)星的對準(zhǔn)精度可達(dá)普通衛(wèi)星的10倍。中國的研制團(tuán)隊已在地面上做過模擬仿真實驗,但還要到上天后才能知道最終成功與否。

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