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“墨子号”太空竞赛再夺魁 拥有安徽基因

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墨子号星地连接

墨子号星地连接 资料图

新安晚报 安徽网 大皖客户端讯 记者昨天从中国科大获悉,拥有安徽基因的“墨子号”量子卫星在国际上首次成功实现了从卫星到地面的量子密钥分发和从地面到卫星的量子隐形传态。

8月10日凌晨,中国科大潘建伟、彭承志团队联合中科院上海技物所等单位宣布了“墨子号”最新实现的科学目标——从卫星到地面的量子密钥分发,以及从地面到卫星的量子隐形传态——两项成果当日同时在线发表在国际权威学术期刊《自然》杂志上。这是继今年6月在国际上率先实现千公里级星地双向量子纠缠分发和量子力学非定域性检验后,我国科学家利用“墨子号”实现的又两项重大突破。至此,“墨子号”用1年时间提前实现了既定2年完成的全部三大科学目标:千里纠缠、星地传密、隐形传态。

基于“量子密钥”的量子通信,是目前人类唯一已知不可窃听、不可破译的“无条件安全”的通信方式。去年8月升空的全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”,为通过太空“量子传密”提供了可能。

星地高速量子密钥分发是“墨子号”的科学目标之一。“墨子号”过境时,与河北兴隆地面光学站建立光链路,在1200公里通信距离上,量子密钥的传输效率比地面光纤信道高20个数量级(万亿亿倍)。卫星上量子诱骗态光源平均每秒发送4000万个信号光子,一次实验可生成300千比特(kbit)的密钥。以星地量子密钥分发为基础,将卫星作为可信中继,可实现地球上任意两点的密钥共享,将量子密钥分发范围扩展到覆盖全球。此外,将量子通信地面站与城际光纤量子保密通信网(如合肥量子通信网等)互联,可构建覆盖全球的天地一体化保密通信网络。

地星量子隐形传态是“墨子号”的另一大科学目标。“墨子号”过境时,与海拔5100米的西藏阿里地面站建立光链路,地面光源每秒产生8000个量子隐形传态事例,从500公里到1400公里的距离向卫星发射纠缠光子。实验表明,所有6个待传送态均以大于99.7%的置信度超越了经典极限。这一成果为未来开展空间尺度量子通信网络研究,以及空间量子物理学和量子引力实验检验等研究奠定了可靠的技术基础。

“墨子号”提前完成任务,标志着我国在量子通信领域的研究在国际上达到全面领先的优势地位。该项目画上了一个圆满句号,也开启了全球化量子通信、空间量子物理学和量子引力实验检验的大门。潘建伟介绍,其团队正与欧洲同行开展量子密钥分发实验,8月底将具备洲际量子保密通话的条件。

汪芳苗 新安晚报 安徽网 大皖客户端记者 陈牧

责任编辑:吴月峰
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