“墨子號”提前實現既定科學目標

新華社電 記者董瑞豐 徐海濤 中國科學院8月10日凌晨宣布，“墨子號”量子科學實驗衛星用1年時間提前實現了既定2年完成的科學目標。中科院院長白春禮說，系列成果贏得巨大國際聲譽，標志著我國在量子通信領域的研究在國際上達到全面領先的優勢地位。

從衛星到地面的量子密鑰分發，以及從地面到衛星的量子隱形傳態，是“墨子號”最新實現的科學目標。中國科學技術大學潘建偉、彭承志團隊聯合中科院上海技術物理研究所等單位完成上述重要成果，在線發表于國際權威學術期刊《自然》。

據了解，星地高速量子密鑰分發實驗采用衛星發射量子信號、地面接收的方式，“墨子號”量子衛星過境時，與河北興隆地面光學站建立光鏈路，通信距離為645公里至1200公里。衛星上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300千比特（kbit）的安全密鑰，平均成碼率可達1.1千比特/秒（kbps）。

潘建偉介紹，這一成果為構建覆蓋全球的量子保密通信網絡奠定了可靠的技術基礎。以星地量子密鑰分發為基礎，將衛星作為可信中繼，可以實現地球上任意兩點的密鑰共享，將量子密鑰分發范圍擴展到覆蓋全球。

《自然》審稿人表示，星地量子密鑰分發成果是“本領域的一個里程碑”。

地星量子隱形傳態實驗采用地面發射糾纏光子、天上接收的方式，“墨子號”量子衛星過境時，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，實驗通信距離為500公里至1400公里，所有6個待傳送態均以大于99.7%的置信度超越經典極限。

潘建偉介紹，假設在同樣長度的光纖中重復這一工作，需要3800億年才能觀測到1個事例。這一成果為未來開展空間尺度量子通信網絡研究，以及空間量子物理學和量子引力實驗檢驗等研究奠定了可靠的技術基礎。

《自然》審稿人表示，這些結果代表了遠距離量子通信持續探索中的重大突破。