日前,中國科學院宣佈, “墨子號”量子科學實驗衛星提前並圓滿實現全部三大既定科學目標,爲我國在未來繼續引領世界量子通信技術發展和空間尺度量子物理基本問題檢驗前沿研究奠定了堅實的科學與技術基礎。

 

中國科學技術大學潘建偉教授及其同事彭承志等組成的研究團隊,聯合國內多家科研機構、院校,利用“墨子號”衛星,在國際上首次成功實現了從衛星到地面的量子密鑰分發和從地面到衛星的量子隱形傳態,在國際上也是前所未有的重大突破。

 

中國科學院院長、黨組書記白春禮表示,“墨子號”開啓了全球化量子通信、空間量子物理學和量子引力實驗檢驗的大門,爲我國在國際上搶佔了量子科技創新制高點,成爲國際同行的標杆,實現了“領跑者”的轉變。

 

量子號最主要的目標一個是星地高速量子密鑰分發實驗。

 

通過衛星發射量子信號、地面接收的方式。墨子號過境時與河北興隆地面光學站建立光鏈路,通信距離從645公里到1200公里,其中後者星地量子密鑰的傳輸效率比同等距離地面光纖信道高20個數量級,也就是萬億億倍。

 

衛星上的量子誘騙態光源平均每秒發送4000萬個信號光子,一次過軌對接實驗可生成30萬比特的安全密鑰,平均成碼率可達1100比特每秒。

 

中國量子衛星

 

中國量子衛星

另一個則是地星量子隱形傳態實驗。

 

它採用地面發射糾纏光子、天上接收的方式,墨子號衛星過境時與海拔5100米的西藏阿里地面站建立光鏈路。

 

地面光源每秒產生8000個量子隱形傳態事例,地面向衛星發射糾纏光子,實驗通信距離500-1400公里,所有6個待傳送態均以大於99.7%的置信度超越經典極限。

 

假設在同樣長度的光纖中重複這一工作,需要3800億年(宇宙年齡的20倍)才能觀測到1個事例。

 

中國量子衛星

 

中國量子衛星

2013年,中科院聯合研究團隊在青海湖實現了模擬星地相對運動和星地鏈路大損耗的量子密鑰分發實驗,全方位驗證了衛星到地面的量子密鑰分發的可行性。

 

隨後,該團隊經過艱苦攻關,克服種種困難,最終成功研製了“墨子號”量子科學實驗衛星。

 

“墨子號”衛星於2016年8月16日在酒泉衛星發射中心發射升空,經過4個月的在軌測試,2017年1月18日正式交付開展科學實驗。

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