首颗量子卫星有助建立超级安全的全球通信网

　　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”）“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搭载起跨度更大、更安全的量子通信，这也意味着有朝一日一个极其安全的全球通信网络将建立。

　　什么是量子卫星？又有多安全呢？量子科学实验卫星工程首席科学家潘建伟表示：“量子通信是迄今唯一被严格证明为无条件安全的通信方式，量子不可分割、不可复制，所以能保证加密内容不被破译，可以从根本上保障信息安全、保护全人类的隐私。”理论上绝对安全的通信一旦实现，政府、军队和银行，乃至全社会都将获益。

　　“墨子号”在轨运行的未来两年时间内，首要科学目标就是和地面台站一起展开星地之间的量子通信科学实验，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密钥量子网络实验。

　　据了解，重达585千克的航天器中含有一块能够产生纠缠量子对的晶体，这些量子对将被发射到中国和奥地利的地面卫星接收站中，从而形成一个“密钥”。实现量子通信将使建立安全的全球通信网络成为可能，通信双方能够使用这个密钥进行交流。

　　这里提到的一个概念就是“量子纠缠”，又译“量子缠结”，它是一种量子力学现象，其定义上描述复合系统（具有两个以上的成员系统）之一类特殊的量子态，此量子态无法分解为成员系统各自量子态之张量积（Tensor Product）。通俗讲，就是两个量子分别有无数个状态，在观察的一瞬间发现它们不管距离有多远都会彼此感应到并且得到一个确定状态。也就是说，纠缠中的量子即使相隔万里也能心灵相通，其中一个状态发生改变，另一个也会相应改变。即使相隔整个宇宙，只要纠缠不被打破，这种关联就存在着。就是这种“纠缠”成为了量子通信的基础，也是量子卫星要检验的重点问题。

　　量子卫星制造出一对对处于纠缠状态的量子，将量子密钥发送给两个地面站，再通过比对，建立最终的绝对安全的量子密钥。拥有相同密钥的两个站，可以把使用量子密钥加密的信息，通过邮件、互联网、无线电话等传统方式传递，而不用担心信息会泄露。量子通信将实现所有的数据和信号传输都绝对保密，很可能“天知地知、你知我知”这句俗语将因着量子信息科学的发展，最终成为一种现实。

　　“随着量子技术的发展，未来五年，量子科技将在金融、通信等领域率先得到应用，10年后大的机构可能会参与进来，也许15年后，量子加密芯片将惠及大众，届时银行转款等都不用再担心账号被盗用或遭遇黑客攻击。将来在人类生活中，来自量子世界的果实会无处不在。”潘建伟表示。

　　总的来说，量子通信比传统通信要安全得多，可能会给加密技术带来革命性的变化。预计，2030年前后中国将率先建成全球量子通信网。

　　（邓晓蕾）

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