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纳兰容若

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日志

 
 

我国成功发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”  

2016-08-16 13:54:35|  分类: 【中国航天】 |  标签: |举报 |字号 订阅

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    2016年8月16日1时40分,我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(简称“量子卫星”)发射升空。此次发射任务的圆满成功,标志着我国空间科学研究又迈出重要一步。

    量子卫星是中国科学院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一,其主要科学目标是借助卫星平台,进行星地高速量子密钥分发实验,并在此基础上进行广域量子密钥网络实验,以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破;在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验,开展空间尺度量子力学完备性检验的实验研究。

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中国射量子卫星:外国为何无法破解中国量子密钥技术


2016年8月16日,我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“墨子号”发射升空。这将使我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。

量子卫星首席科学家潘建伟院士介绍:

量子通信的安全性基于量子物理基本原理,单光子的不可分割性和量子态的不可复制性,保证了信息的不可窃听和不可破解,从原理上确保身份认证、传输加密以及数字签名等的无条件安全,可从根本上、永久性解决信息安全问题。

量子卫星2011年12月立项,是中科院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一。

其主要科学目标一是进行星地高速量子密钥分发实验,并在此基础上进行广域量子密钥网络实验,以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破;二是在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验,在空间尺度验证量子力学理论。

工程还建设了包括南山、德令哈、兴隆、丽江4个量子通信地面站和阿里量子隐形传态实验站在内的地面科学应用系统,与量子卫星共同构成天地一体化量子科学实验系统。潘建伟表示,我国自主研发的量子卫星突破了一系列关键技术,包括高精度跟瞄、星地偏振态保持与基矢校正、星载量子纠缠源等。量子卫星的成功发射和在轨运行,将有助于我国在量子通信技术实用化整体水平上保持和扩大国际领先地位,实现国家信息安全和信息技术水平跨越式提升,有望推动我国科学家在量子科学前沿领域取得重大突破,对于推动我国空间科学卫星系列可持续发展具有重大意义。

本次任务还搭载发射了中科院研制的稀薄大气科学实验卫星和西班牙科学实验小卫星。

量子卫星发射入轨后将进行3个月左右的在轨测试,然后转入在轨运行阶段。

量子卫星工程由中科院国家空间科学中心抓总负责;中国科学技术大学负责科学目标的提出和科学应用系统的研制;中科院上海微小卫星创新研究院抓总研制卫星系统,中科院上海技术物理研究所联合中科大研制有效载荷分系统;中科院国家空间科学中心牵头负责地面支撑系统研制、建设和运行;对地观测与数字地球科学中心等单位参加。

据介绍,长征二号丁运载火箭由中国航天科技集团公司所属上海航天技术研究院研制。

此次发射是长征系列运载火箭的第234次飞行。

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附:中国将在2030年前后率先建成全球量子通信网


[人物小传]

潘建伟,男,1970年3月生 ,浙江省东阳市人,原籍浙江省磐安县。

中国科学技术大学教授、博士生导师,中国科学院院士。九三学社第十二届中央委员会委员。

他41岁当选“最年轻院士”,42岁获得国际量子通信大奖,45岁获得国家自然科学奖一等奖。他带领团队取得的成果9 次入选两院院士评选的“年度十大科技进展新闻”,1次入选《自然》杂志评选的“年度十大科技亮点”,3次入选英国物理学会评选的“年度物理学重大进展”,3次入选美国物理学会评选的“年度物理学重大事件”。

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2016年8月16日凌晨,我国成功发射世界首颗量子科学实验卫星,并在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,构建一个天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。世界上第一封绝对不会被截、被破、被复制的密信将要诞生。

发射前夕,记者在酒泉卫星发射中心见到了我国量子科学实验卫星首席科学家、中国科学院院士、中国科学技术大学教授潘建伟,并就量子通信和量子计算机等相关前沿科技问题对他进行了采访。

天知地知、你知我知的密信将不再是神话

“传统的通信加密和传输安全,都是依赖于复杂的算法。”

潘建伟介绍,传统的加密手段,都是依赖所谓的计算复杂度。但是随着计算能力的增加,在某种程度上肯定是会被破解的。量子通信利用基于物理学的基本原理,利用微观世界的最小单元,在原理上将实现不会被破解的奇迹。

在接受采访时,潘建伟形象地向记者比喻,量子通信的基本特征就是利用微观世界的最小单元,比如15w灯泡,每秒都会发射一些能量,如果用放大镜来看它是由小颗粒组成,大概每秒钟可以释放百亿个小颗粒,如果在量子通信中将这种小颗粒用来做信号,就不能被分割成半个的小颗粒,就像水分子一样,不能分成1/2个水分子。

“如果有人在偷听,要么就是把光子拿走了,要么就是有人在拍照复制,不管怎样都会对状态产生影响。”潘院士介绍,与传统计算相比即便是再高级的保密通信,只要是通过当前的电话线、无线电、光纤等通信设施,都会面临被破译和窃听的可能。在计算能力凶猛的量子计算机面前,传统传输的密件,就像在裸奔一样。

量子通信正向广域网推进 “京沪干线”预计2016年下半年交付

据新华社此前的解读,2016年8月,我国将发射世界首颗量子科学实验卫星,而科学实验的目标,就是最终打造一张天地一体化的量子通信网。潘建伟表示,十二五期间,他们在国家的支持下做了很多这方面的研究,取得了比较好的进展。目前已经初步在城域网上有一些很好的运用,将来慢慢地做到向广域网推进。

据了解,在卫星成功进行多项实验后,天地一体化量子科学实验系统将投入正式运行。而预计2016年下半年交付的“京沪干线”大尺度光纤量子通信骨干网工程,就是广域光纤量子通信网络实际运用。

这一工程将构建千公里级高可信、可扩展、军民融合的广域光纤量子通信网络,建成大尺度量子通信技术验证、应用研究和应用示范平台。结合量子卫星和京沪干线,将初步构建我国天地一体化的广域量子通信体系。

据了解,我国还将陆续发射多颗量子卫星,力争在2030年前后率先建成全球化的广域量子保密通信网络。这张网络是由一连串环绕全球、相互纠缠的粒子组成的。这样的网络,能让人们安全地共享密钥,并且可以确凿无疑地发现窃听企图。

主动控制微观世界 专用量子计算机有望在10年内面世

有观点认为量子计算将在30年内带来像欧洲工业革命一样的巨变,对此潘建伟表示,目前,欧洲、美国的同事都认为,第二次量子革命即将到来,除了通信可以比较好的改善信息安全和互联网安全外,量子计算也受到普遍的关注,尤其是随着大数据的到来,大家对于计算能力的提高需求越来越多。“量子通信和量子计算都是属于量子调控技术范围”,潘建伟在接受采访时表示,随着技术的发展,他们实现了对单个离子抓住,控制并相互作用,主动控制微观世界的能力正在慢慢增强。

“目前,全世界计算机的计算能力都非常弱。”潘建伟预测,不到十年左右的时间,他们就能够造出一种专用的量子计算机或者叫做量子模拟机,在某些计算能力上要比目前最快的传统计算机快百亿倍甚至更多。

“我们希望能够把国内优势力量聚合到一起开展这一项工作。”

潘建伟也表示,通用量子计算需要更长时间,也许是30年甚至50年,他觉得这是一件非常有意思的事,不过也涉及到方方面面的领域。比如,计算最小的部件、超导的芯片、微纳加工、电子学,集成、软件、算法等等。

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