? 原標(biāo)題：中國(guó)量子通信技術(shù)達(dá)到全面領(lǐng)先地位
新華社北京8月10日電（記者 喻菲）中國(guó)完全自主研制的世界上第一顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”在國(guó)際上首次成功實(shí)現(xiàn)了千公里級(jí)的星地雙向量子通信，在不到一年的時(shí)間內(nèi)完成了原計(jì)劃開(kāi)展兩年的科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。
中國(guó)科學(xué)院院長(zhǎng)白春禮說(shuō)，這標(biāo)志著中國(guó)量子通信研究在國(guó)際上達(dá)到全面領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)地位。
據(jù)介紹，中國(guó)科學(xué)家利用“墨子號(hào)”開(kāi)展的衛(wèi)星到地面的量子密鑰分發(fā)和從地面到衛(wèi)星的量子隱形傳態(tài)，為構(gòu)建覆蓋全球的量子保密通信網(wǎng)絡(luò)奠定了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)和技術(shù)基礎(chǔ)，同時(shí)向著空間尺度的量子物理和量子引力的實(shí)驗(yàn)探索邁出了第一步。
“墨子號(hào)”開(kāi)展量子密鑰分發(fā)，2017年5月攝于烏魯木齊南山，多張照片合成了衛(wèi)星過(guò)境全貌。（中科院供圖）
中國(guó)科學(xué)家最新的兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)成果8月10日同時(shí)在線發(fā)表在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》雜志上。這是“墨子號(hào)”科學(xué)團(tuán)隊(duì)繼6月16日在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)千公里級(jí)星地雙向量子糾纏分發(fā)和量子力學(xué)非定域性檢驗(yàn)的研究成果發(fā)表在《科學(xué)》雜志之后，取得的另外兩項(xiàng)重大突破。
《自然》雜志物理科學(xué)主編卡爾·齊姆勒斯說(shuō)，這些論文的發(fā)表意味著潘建偉和其研究團(tuán)隊(duì)順利完成了三項(xiàng)量子實(shí)驗(yàn)，這些研究將會(huì)是任何基于衛(wèi)星構(gòu)建的全球量子網(wǎng)絡(luò)的核心組成部分。
2016年12月22日 麗江量子通信地面站望遠(yuǎn)鏡發(fā)射紅色信標(biāo)光，“等待”“墨子號(hào)”過(guò)境。新華社記者 金立旺 攝
他說(shuō)，這一系列實(shí)驗(yàn)表明，量子技術(shù)已經(jīng)突破了天空的限制。同時(shí)這也是中國(guó)在物理學(xué)方面的投入及努力的證明，正因?yàn)橛辛诉@樣的投入與努力，該研究團(tuán)隊(duì)才能夠?qū)⒂袑?shí)用的量子通信技術(shù)研究提升到如此高度。
“墨子號(hào)”是2016年8月16日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，由長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭送入500公里高的太陽(yáng)同步軌道。這顆衛(wèi)星被起名為“墨子號(hào)”，是為了紀(jì)念2000多年前崇尚科學(xué)的中國(guó)古代思想家墨子。他是世界上第一位開(kāi)展光學(xué)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)家。
2016年8月16日，中國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭成功將世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射升空。 新華社記者 金立旺攝
中國(guó)科學(xué)家原計(jì)劃在量子衛(wèi)星兩年的設(shè)計(jì)壽命中完成星地高速量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)；在相距1200公里的尺度上測(cè)試被愛(ài)因斯坦稱為“詭異的”量子糾纏現(xiàn)象；在“世界屋脊”西藏阿里和衛(wèi)星之間實(shí)現(xiàn)量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)。而在不到一年的時(shí)間里，“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星提前、圓滿地完成了預(yù)先設(shè)定的全部科學(xué)目標(biāo)，系列成果贏得了巨大國(guó)際聲譽(yù)。
量子衛(wèi)星首席科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)院院士潘建偉說(shuō)，這表明中國(guó)正從經(jīng)典信息技術(shù)的跟隨者，轉(zhuǎn)變成未來(lái)信息技術(shù)的并跑者乃至領(lǐng)跑者。
潘建偉和量子衛(wèi)星（賀萌繪圖）
安全的量子通信在國(guó)防、軍事、金融等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。專(zhuān)家預(yù)測(cè)，量子通信技術(shù)可能在20至30年后對(duì)人類(lèi)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生難以估量的影響。
白春禮說(shuō)，“墨子號(hào)”開(kāi)啟了全球化量子通信、空間量子物理學(xué)和量子引力實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的大門(mén)，為中國(guó)在國(guó)際上搶占了量子科技創(chuàng)新制高點(diǎn)，成為了國(guó)際同行的標(biāo)桿，實(shí)現(xiàn)了“領(lǐng)跑者”的轉(zhuǎn)變。
他說(shuō)，目前奧地利已經(jīng)與中科院科研團(tuán)隊(duì)展開(kāi)合作，德國(guó)、意大利等國(guó)家的科研團(tuán)隊(duì)也申請(qǐng)加入，領(lǐng)跑的量子衛(wèi)星所產(chǎn)生的聚合效應(yīng)已經(jīng)顯現(xiàn)。
2016年11月28日，在河北興隆觀測(cè)站，“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星過(guò)境，科研人員在做實(shí)驗(yàn)（合成照片）。 新華社記者 金立旺 攝
據(jù)介紹，在完成既定科學(xué)任務(wù)后，“墨子號(hào)”也制定了后續(xù)拓展實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，包括基于糾纏的量子密鑰、全天時(shí)量子通信等。預(yù)計(jì)在衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)，還將有更多的科學(xué)成果陸續(xù)發(fā)布。
白春禮說(shuō)：“創(chuàng)新永無(wú)止境，也容不得半點(diǎn)懈怠，不進(jìn)則退，慢進(jìn)也是退。目前，我們?cè)诹孔油ㄐ叛芯款I(lǐng)域保持著領(lǐng)跑優(yōu)勢(shì)，但競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。美國(guó)已經(jīng)發(fā)布了新的量子科研計(jì)劃，歐盟、日本也在加緊研究，在新一輪的科研比拼中，我們面臨的形勢(shì)之嚴(yán)峻和壓力之大，都將超過(guò)以往。希望‘墨子號(hào)’實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，以及更多的科研工作者，把握機(jī)遇，以時(shí)不我待的精神，艱苦奮斗，勇攀高峰，服務(wù)國(guó)家，造福人民。”
2016年12月22日，在云南麗江觀測(cè)站，潘建偉（前排右二）、王建宇（前排左一）、彭承志（后排右一）等科研人員在做實(shí)驗(yàn)。 新華社記者 金立旺 攝
他說(shuō)，除了“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星外，中科院在“十二五”啟動(dòng)實(shí)施的空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)中其他三顆衛(wèi)星均已成功發(fā)射，“悟空號(hào)”暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星、實(shí)踐十號(hào)返回式科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星、“慧眼號(hào)”硬X射線調(diào)制望遠(yuǎn)鏡衛(wèi)星均獲得了大量科學(xué)數(shù)據(jù)，相關(guān)科學(xué)成果將陸續(xù)發(fā)布。
白春禮透露，中科院在空間科學(xué)先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)中對(duì)“十三五”、“十四五”期間的科學(xué)衛(wèi)星進(jìn)行了安排和部署，這些計(jì)劃聚焦當(dāng)前國(guó)際重大基礎(chǔ)科學(xué)前沿，包括宇宙的起源、黑洞、引力波、系外行星探測(cè)、太陽(yáng)系資源勘探、太陽(yáng)爆發(fā)機(jī)理、地球空間爆及其粒子逃逸、水循環(huán)和全球變化的關(guān)系等，其中中科院與歐洲航天局聯(lián)合支持的太陽(yáng)風(fēng)-磁層相互作用全景成像衛(wèi)星（SMILE）已經(jīng)立項(xiàng)實(shí)施，愛(ài)因斯坦探針衛(wèi)星（EP）、先進(jìn)天基太陽(yáng)天文臺(tái)衛(wèi)星（ASO-S）已經(jīng)啟動(dòng)立項(xiàng)綜合論證。
他說(shuō)，中科院通過(guò)這些項(xiàng)目的實(shí)施，力爭(zhēng)使中國(guó)在基礎(chǔ)科學(xué)研究領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更多的重大突破，同時(shí)帶動(dòng)航天技術(shù)的發(fā)展，為將中國(guó)早日建成世界科技強(qiáng)國(guó)做出重要的和不可替代的貢獻(xiàn)。
附：《自然》物理科學(xué)主編評(píng)論的全文
Hi I''''m Karl Ziemelis. I''''m the chief physical sciences editor at Nature. I''''d just like to share our excitement on the pair of papers that we are just about to publish。
大家好，我叫卡爾·齊姆勒斯（Karl Ziemelis），我是《自然》的物理科學(xué)主編。我希望借此機(jī)會(huì)表達(dá)我們對(duì)于本周出版的兩篇《自然》論文的激動(dòng)之情。
With the publication of these two new papers Professor Jianwei Pan and his colleagues have completed their demonstration of a trio of quantum experiments which will be central to any global space-based quantum internet。
這兩篇論文的發(fā)表意味著潘建偉教授和他的研究團(tuán)隊(duì)順利完成了三項(xiàng)量子實(shí)驗(yàn)的展示，這些實(shí)驗(yàn)將會(huì)是全球任何基于空間的量子網(wǎng)絡(luò)的核心組成部分。
It''''s very exciting stuff and just a few weeks ago the group announced their use of the experimental quantum communication satellite "Micius" to distribute pairs of entangled photons between distant locations on earth。
這是十分令人激動(dòng)的消息。就在幾周前，該團(tuán)隊(duì)宣布他們使用量子實(shí)驗(yàn)通信衛(wèi)星“墨子號(hào)”在地球上相隔甚遠(yuǎn)的兩地之間分發(fā)了一對(duì)處于糾纏態(tài)的光子。
This may sound quite exotic, but it''''s the ability to preserve the subtle quantum mechanical linkage between these entangled photons, however far apart they are that gives quantum communications networks their special qualities。
這聽(tīng)起來(lái)很高深，但是，正是這種無(wú)論距離多遠(yuǎn)，都能在相互糾纏的光子之間保持量子力學(xué)的微妙聯(lián)系的能力賦予了量子通信網(wǎng)絡(luò)特殊的屬性。
Two of these qualities are now demonstrated spectacularly in the latest work in this pair of papers。
其中兩條屬性在這兩篇最新《自然》論文中完美地呈現(xiàn)了。
In the first paper the authors use the entangled photons to securely distribute the all-important quantum key for enabling ultra-private communications
在第一篇論文中研究團(tuán)隊(duì)用相互糾纏的光子安全地傳送了至關(guān)重要的量子密鑰，量子密鑰是保障通訊極高保密性的關(guān)鍵。
It''''s impossible to read these communications without the key and what the laws of quantum mechanics enable is they guarantee an extra level of security by telling you if somebody else is intercepting the key。
在沒(méi)有密鑰的情況下是無(wú)法讀到這些通訊的，如果有他人竊聽(tīng)了你的密鑰，量子力學(xué)的原理保證了你一定會(huì)知道，從而你通訊的安全性又上了一層樓。
In the second experiments the authors illustrate how these entangled photons can be harnessed to implement one of the most celebrated and yet mysterious aspects of quantum mechanics and that''''s quantum teleportation。
在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中研究團(tuán)隊(duì)展示了如何用處于糾纏態(tài)的光子來(lái)實(shí)現(xiàn)量子力學(xué)中最著名卻神秘莫測(cè)的方面——量子隱形傳態(tài)。
And in this way they''''re able to spookily transmit the information from one object, in this case it''''s quantum state, on earth or in space space to another object on earth or in space without the need for the objects themselves to move。
研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)量子隱形傳態(tài)，遠(yuǎn)距離地將從一個(gè)位于地球或太空的物體的量子態(tài)信息傳送給另一個(gè)在地球或太空的物體，而物體本身卻不需要移動(dòng)。
I mean you could say that the sky''''s the limit for quantum technologies but that is a little bit conservative actually
以前人們會(huì)說(shuō)量子技術(shù)的極限在天邊，但這說(shuō)法其實(shí)有些保守了。
They''''ve gone beyond the sky with these latest experiments. And it''''s a testament to China''''s investments and significant efforts in the physical sciences that this group has been able to push research in practical quantum communication technologies to such an astronomical height。
最近發(fā)表的這些實(shí)驗(yàn)中量子技術(shù)已經(jīng)突破了天空的限制，同時(shí)也是中國(guó)在物理科學(xué)方面的投資及努力的證明，正因?yàn)橛辛诉@些投資與努力，該研究團(tuán)隊(duì)才能夠?qū)?yīng)用型量子通信技術(shù)方面的研究提升到如此的天文高度。
So I hope you''''ll enjoy the work and thank you for your patience。
所以我希望你們會(huì)喜歡他們的論文，謝謝。（視頻由《自然》雜志提供）
轉(zhuǎn)自：大眾網(wǎng)
[編輯: 劉曉明]
