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        據(jù)新華社電 記者28日從中科院獲悉，我國(guó)首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星將于今年7月?lián)駲C(jī)發(fā)射，將在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信，構(gòu)建一個(gè)天地一體化的量子保密通信與科學(xué)實(shí)驗(yàn)體系。

　　量子衛(wèi)星首席科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、中科院量子信息與量子科技前沿卓越創(chuàng)新中心主任潘建偉院士介紹，量子通信的安全性基于量子物理基本原理，單光子的不可分割性和量子態(tài)的不可復(fù)制性保證了信息的不可竊聽和不可破解，從原理上確保身份認(rèn)證、傳輸加密以及數(shù)字簽名等的無條件安全，可從根本上、永久性解決信息安全問題。

　　據(jù)介紹，量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星專項(xiàng)將研制及發(fā)射1顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，建設(shè)以4個(gè)量子通信地面站、1個(gè)空間量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)站為核心的空間量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該衛(wèi)星搭載量子密鑰通信機(jī)、量子糾纏發(fā)射機(jī)、量子糾纏源、量子試驗(yàn)控制與處理機(jī)等有效載荷，具備兩套獨(dú)立的有效載荷指向機(jī)構(gòu)，通過姿控指向系統(tǒng)協(xié)同控制，可與地面上相距千公里量級(jí)的兩處光學(xué)站同時(shí)建立量子光鏈路。

　　量子衛(wèi)星發(fā)射后，天地一體化量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)將投入正式運(yùn)行，完成包括星地高速量子密鑰分發(fā)、廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)、星地量子糾纏分發(fā)以及地星量子隱形傳態(tài)等多項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)。

　　潘建偉還透露，“京滬干線”大尺度光纖量子通信骨干網(wǎng)工程預(yù)計(jì)今年下半年交付。這一工程將構(gòu)建千公里級(jí)高可信、可擴(kuò)展、軍民融合的廣域光纖量子通信網(wǎng)絡(luò)，建成大尺度量子通信技術(shù)驗(yàn)證、應(yīng)用研究和應(yīng)用示范平臺(tái)。結(jié)合量子衛(wèi)星和京滬干線，將初步構(gòu)建我國(guó)天地一體化的廣域量子通信體系。

　　作為中科院空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)的第三顆科學(xué)衛(wèi)星，量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星2011年正式立項(xiàng)。經(jīng)過5年研制，衛(wèi)星已經(jīng)完成總裝，正在進(jìn)行出廠前的最后一輪加電測(cè)試。在通過出廠評(píng)審之后，量子衛(wèi)星將于今年6月轉(zhuǎn)運(yùn)到酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心。

　　量子衛(wèi)星發(fā)射如何改變我們的生活

　　■探索

　　在中科院的微小衛(wèi)星工程中心，記者看到這顆世界首顆量子通訊衛(wèi)星正在進(jìn)行出廠前最后的加電測(cè)試。

　　方式：兩級(jí)控制對(duì)精度要求高

　　和普通衛(wèi)星不一樣的是，量子衛(wèi)星的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)都需要天地互動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。只有達(dá)到高于普通衛(wèi)星十倍的對(duì)準(zhǔn)精度，各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)才能順利展開。為了達(dá)到這一要求，量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星采用平臺(tái)和有效載荷兩級(jí)控制的方式，不僅對(duì)單個(gè)設(shè)備的精度要求非常之高，對(duì)于兩級(jí)系統(tǒng)的控制也特別復(fù)雜。

　　量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星總設(shè)計(jì)師朱振才介紹，在這顆量子衛(wèi)星上還有一顆非常重要的載荷，叫糾纏源，它只有機(jī)頂盒的大小，但是作用卻非常關(guān)鍵，因?yàn)樗軌虍a(chǎn)生糾纏光，而這也是這顆衛(wèi)星在空中做各種量子實(shí)驗(yàn)的一個(gè)源頭，平時(shí)實(shí)驗(yàn)室里糾纏源的體積非常巨大，但是，研究人員不僅把它做到了小型化，還通過一系列的創(chuàng)新讓它實(shí)現(xiàn)了滿足這種空間的環(huán)境要求，這在國(guó)際上是首次實(shí)現(xiàn)的。

　　任務(wù)：開展量子保密通信實(shí)驗(yàn)

　　量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星首席科學(xué)家潘建偉院士介紹，這個(gè)衛(wèi)星主要是有三個(gè)任務(wù)，第一個(gè)任務(wù)主要是比較實(shí)用的，就叫做量子保密通信，或者量子密鑰分發(fā)，這個(gè)時(shí)候我們會(huì)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的一種安全的通訊。傳統(tǒng)的通信加密和傳輸安全都是依賴于復(fù)雜的算法，但是只要對(duì)方的計(jì)算能力足夠強(qiáng)大，再復(fù)雜的保密算法都能夠被破解，所以都不能夠做到絕對(duì)安全。量子通信能做到絕對(duì)安全，是由量子自身的特性所決定的。作為光的最小顆粒，單個(gè)的光量子在傳輸信息的時(shí)候具有測(cè)量不準(zhǔn)、不可克隆等性質(zhì)，這些特性構(gòu)成了量子通信安全的基石。

　　潘建偉說，量子的保密通訊的這種手段，原理上都是無條件安全的，哪怕計(jì)算能力再強(qiáng)，也是破解不了的，所以從這個(gè)角度上講，它就是一種革命性的東西。對(duì)于量子衛(wèi)星來說，發(fā)射升空卻僅僅只是開始，衛(wèi)星在太空中與地面幾個(gè)光學(xué)實(shí)驗(yàn)站的“互動(dòng)”，才是此次量子衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)的重頭戲。

　　潘建偉介紹，量子密鑰分發(fā)比較簡(jiǎn)單，就相當(dāng)于，我在衛(wèi)星上，你在地面，我就給你發(fā)一連串的單光子下來，發(fā)到你手中，你能把信號(hào)給解碼出來，這任務(wù)就完成了。4個(gè)光學(xué)地面站就可以來接收衛(wèi)星下來的信號(hào)，那就可以進(jìn)行量子通訊，那么在衛(wèi)星的幫助之下，這4個(gè)地面站任何兩兩之間的地面站都可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)安全的通訊，就可以組網(wǎng)了。

　　目標(biāo)：力爭(zhēng)2030年實(shí)現(xiàn)全球組網(wǎng)

　　在首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射后，我國(guó)還將陸續(xù)發(fā)射多顆量子衛(wèi)星，力爭(zhēng)在2030年前后率先建成全球化的廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)。潘建偉說，用這種小顆粒來傳輸信息的時(shí)候，在光纖里邊丟失得就很快，所以大概做了一百公里，做了兩百公里，現(xiàn)在我們剛剛有個(gè)最好的結(jié)果能做到四百公里，想做再遠(yuǎn)，你也做不下去了。但是，從天上往下送信號(hào)的時(shí)候，那個(gè)是一個(gè)大氣層的厚度，大概只有相當(dāng)于水平大氣的就是八到十公里左右，那么這樣用衛(wèi)星送，送幾千公里都是非常容易的，80%的光是可以穿過大氣的，所以要做全球化的量子通訊必須上天，才能做這個(gè)全球化的廣域的量子通訊。除了絕對(duì)安全外，量子還具有很多神秘的特性。通過這顆量子衛(wèi)星，科學(xué)家還將首次在太空進(jìn)行量子糾纏分發(fā)和隱形傳態(tài)等多項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

　　量子技術(shù)：下一個(gè)科技拐點(diǎn)？

　　■縱深

　　量子究竟是什么？研究量子有何作用？量子衛(wèi)星的發(fā)射究竟對(duì)我們的生活能帶來哪些改變呢？量子是現(xiàn)代物理的重要概念，最早由德國(guó)物理學(xué)家普朗克在1900年提出。量子并不是一種粒子，而是指最小的、不可再分割的能量單位。例如，“光的量子”就是光的基本單位，而延伸出的量子力學(xué)、量子光學(xué)等更成為當(dāng)前的國(guó)際熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。

　　“棱鏡門”事件之后，通信安全與通信保密的重要性引發(fā)各國(guó)政府以及廣大公眾的普遍關(guān)注。在保密通信領(lǐng)域，量子通信是迄今為止唯一被嚴(yán)格證明“無條件安全”的通信方式。通過量子通信，人們可以從根本上解決國(guó)防、金融、政務(wù)、商業(yè)等領(lǐng)域的信息安全問題。

　　量子計(jì)算還具有超級(jí)計(jì)算機(jī)望塵莫及的計(jì)算能力。隨著可操縱粒子數(shù)增加，量子計(jì)算的能力可以呈指數(shù)增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)在5年內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)操縱50個(gè)粒子的量子計(jì)算機(jī)，對(duì)特定問題的處理能力將超過目前最快的天河二號(hào)超級(jí)計(jì)算機(jī)；通過10到15年時(shí)間，我國(guó)將有望實(shí)現(xiàn)操縱100個(gè)粒子的量子計(jì)算機(jī)，對(duì)特定問題的處理能力將達(dá)到目前全世界計(jì)算能力總和的100萬倍，可以為密碼分析、氣象預(yù)報(bào)、石油勘探、藥物設(shè)計(jì)等大規(guī)模計(jì)算難題提供解決方案。正因如此，量子技術(shù)被稱為是下一個(gè)科技拐點(diǎn)，也被認(rèn)為是繼互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之后，最有可能引發(fā)軍事、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)領(lǐng)域又一次重大革命的關(guān)鍵技術(shù)。據(jù)央視