“墨子号”完成三大实验任务 中国量子通信领跑世界

　　通常认为，量子通信主要研究内容包括量子密钥分发(量子保密通信)和量子隐形传态。

　　量子密钥分发通过量子态的传输，在遥远两地的用户共享无条件安全的密钥，利用该密钥对信息进行一次一密的严格加密，这是目前人类唯一已知的不可窃听、不可破译的无条件安全的通信方式。

　　“通俗来讲，量子密钥分发，就好比一个人想要传递秘密给另外一个人，需要把存放秘密的箱子和一把钥匙传给接收方。接收方只有用这把钥匙打开箱子，才能取到秘密。没有这把钥匙，别人无法打开箱子，而且一旦这把钥匙被别人动过，传送者会立刻发现，原有的钥匙作废，再给一把新的钥匙，直到确保接收方本人拿到。”潘建伟说。

　　此次完成的星地高速量子密钥分发实验是“墨子号”量子卫星的科学目标之一。

　　“墨子号”-兴隆地面站量子密钥分发实验现场图

　　潘建伟表示，这一重要成果为构建覆盖全球的量子保密通信网络奠定了可靠的技术基础。以星地量子密钥分发为基础，将卫星作为可信中继，可以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、济南量子通信网、京沪干线)互联，可以构建覆盖全球的天地一体化保密通信网络。

　　据微信公众号“墨子沙龙”报道，为此，《自然》杂志的审稿人称赞星地量子密钥分发成果是 “令人钦佩的成就”（“an impressive achievement”）和“本领域的一个里程碑”（“it constitutes a milestone in the field”），并断言“毫无疑问将引起量子信息、空间科学等领域的科学家和普通大众的高度兴趣，并导致公众媒体极为广泛的报道”（“I have no doubt that it will attract the interest of scientists working in a variety of fields (including quantum information science and space science), the general public, and lead to very extensive media coverage”）。

　　地星量子隐形传态实验是“墨子号”量子卫星的另一个科学目标之一。彭承志说，这一重要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”-阿里地面站量子隐形传态实验现场图

　　《自然》杂志审稿人称赞“这些结果代表了远距离量子通信持续探索中的重大突破”（“These results represent an important breakthrough in the quest for quantum communications over long distances”）, “这个目标非常新颖并极具挑战性，它代表了量子通信方案现实实现中的重大进步”（“This goal is very challenging and new, and it represent a significant advancement of the realization of quantum communications schemes.”）。

　　文章的预印本在学术网站arXiv.org上公开后就受到国际科学媒体广泛关注，比如，自然新闻（Nature news）以“Quantum teleportation is even weirder than you think（量子隐形传态超乎想象的神秘）”为题进行了报道，BBC新闻分别以“First object teleported to Earth's orbit”和“Teleportation: Photon particles today, humans tomorrow?”为题进行了连续报道，英国《卫报》也以“Beam me up, Scotty! Scientists teleport photons into space”为题进行了相关报道，等等。

　　“墨子号”量子卫星全部三大既定科学目标的成功实现，为我国在未来继续引领世界量子通信技术发展和空间尺度量子物理基本问题检验前沿研究奠定了坚实的科学与技术基础。