• 2017年6月18日

    中国卫星领跑“量子太空竞赛”



    西班牙《阿贝赛报》网站6月15日发表题为《中国距远程量子通信仅差一步》的报道称,瞬间把人传送到很远的地方,就像电影《星际迷航》里那样,这在今天依然只是一个梦想。但自1993年以来,量子隐形传态在实验室里已成为现实,已有企业寻求利用量子隐形传态开发量子通信网络。量子通信的巨大优势在于,在理论上可建立一套无法破解的加密通信系统。目前,人类已通过光纤实现了地面量子通信。

    2016年8月,中国将全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”送入太空,以探索在太空与地球之间建立量子通信网络的可能性。

    15日,美国《科学》杂志刊登了中国科学家的一篇论文,该论文意味着量子通信向实际应用又前进了一步。中国科学家在全球首次实现千公里级的量子纠缠分发。量子纠缠是一种神秘的量子力学现象,被爱因斯坦称为“鬼魅般的远距作用”。

    这篇论文称,通过“墨子号”卫星向地面发射光子,科研人员在距离超过1200公里的两个地面站之间实现了世界首次千公里级的量子纠缠。在取得这一里程碑式的成果后,距离实现上千公里的量子通信就只差一步了。

    西班牙国家研究委员会研究员胡安·里波尔说:“这是非常重要的一个进展。他们将量子纠缠分发的距离提高了一个数量级,由百公里级提高到千公里级,确切地说是1200公里。”

    被英国《自然》杂志称为世界量子科研“领先国家”的中国,已拥有建立在城市间和机构间的地面量子通信网络。但无论通过光纤还是大气进行地面量子传输,都会有较大的信号衰减。此前进行的地面量子纠缠分发实验的距离一直停留在百公里级。解决这一问题的办法就是利用卫星向地面发射光子。里波尔指出,这就是中国科学家取得此次成果的重要意义所在。

    量子纠缠现象是指,处于纠缠态的两个量子不论相距多远都存在关联,就像照镜子一样,其中一个量子状态发生改变,另一个的状态也会立即发生相应的改变。利用这种特性,可使信息传送者和接收者彼此交换令加密信息无法被破解的量子密钥。量子密钥一旦被截获或被测量到,自身状态就会立刻发生改变,从而必定会被发送方立即察觉并规避。

    西班牙《阿贝赛报》网站6月15日发表题为《中国距远程量子通信仅差一步》的报道称,瞬间把人传送到很远的地方,就像电影《星际迷航》里那样,这在今天依然只是一个梦想。但自1993年以来,量子隐形传态在实验室里已成为现实,已有企业寻求利用量子隐形传态开发量子通信网络。量子通信的巨大优势在于,在理论上可建立一套无法破解的加密通信系统。目前,人类已通过光纤实现了地面量子通信。

    2016年8月,中国将全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”送入太空,以探索在太空与地球之间建立量子通信网络的可能性。

    15日,美国《科学》杂志刊登了中国科学家的一篇论文,该论文意味着量子通信向实际应用又前进了一步。中国科学家在全球首次实现千公里级的量子纠缠分发。量子纠缠是一种神秘的量子力学现象,被爱因斯坦称为“鬼魅般的远距作用”。

    这篇论文称,通过“墨子号”卫星向地面发射光子,科研人员在距离超过1200公里的两个地面站之间实现了世界首次千公里级的量子纠缠。在取得这一里程碑式的成果后,距离实现上千公里的量子通信就只差一步了。

    西班牙国家研究委员会研究员胡安·里波尔说:“这是非常重要的一个进展。他们将量子纠缠分发的距离提高了一个数量级,由百公里级提高到千公里级,确切地说是1200公里。”

    被英国《自然》杂志称为世界量子科研“领先国家”的中国,已拥有建立在城市间和机构间的地面量子通信网络。但无论通过光纤还是大气进行地面量子传输,都会有较大的信号衰减。此前进行的地面量子纠缠分发实验的距离一直停留在百公里级。解决这一问题的办法就是利用卫星向地面发射光子。里波尔指出,这就是中国科学家取得此次成果的重要意义所在。

    量子纠缠现象是指,处于纠缠态的两个量子不论相距多远都存在关联,就像照镜子一样,其中一个量子状态发生改变,另一个的状态也会立即发生相应的改变。利用这种特性,可使信息传送者和接收者彼此交换令加密信息无法被破解的量子密钥。量子密钥一旦被截获或被测量到,自身状态就会立刻发生改变,从而必定会被发送方立即察觉并规避。

    伟大技术成就

    美国“临界点”网站6月15日发表题为《中国科学家建设首个量子卫星网络》的报道称,中国研究人员在《科学》杂志发表论文称,中国的量子卫星成功地在相距1200公里的地面站之间分发了纠缠光子。这一实验结果展示了有史以来最长距离的量子纠缠,以及地球和太空之间的首次量子传输。研究人员说,此次实验打开了实用量子通信技术和基本量子光学实验的新领域。

    从理论上说,纠缠光子不管跨越多长距离都能保持联系,但在现实中,往往很难在不破坏纠缠态的情况下分发光子对。如果能保持纠缠态,那么就能形成一个基本上无法拦截的信道。

    量子网络早已在陆地光纤网络领域展示了应用前景,由特定路由器连接的设备可在常规光纤网络的基础上实现量子保密通信。第一个此类融合网络是由美国国防部支持、2003年在哈佛大学、波士顿大学和一个私人实验室之间搭建的量子保密通信网络。中国则致力于在太空搭建量子网络。

    英国广播公司网站6月16日发表题为《巨大飞跃中的中国量子卫星》的报道称,随着中国一枚新型航天器的实验成功,“间谍卫星”这一词汇有了新的含义。从原则上说,利用量子科学的定律,这一航天行动可以提供无法被破译的秘密信道。

    起名为“墨子号”的这颗量子卫星是史无前例的,它完全属于推动一种新型互联网努力的一部分,这种互联网将远比我们现在使用的互联网更为安全。

    搭载了精密光学设备的“墨子号”持续环绕地球飞行,向相距1200公里的两座地面站发送光量子。量子不确定性使参与秘密通信的人员可以知道自己是否在遭到窃听:窃听者的活动会扰乱联络。

    正如最新一期《科学》杂志所指出的,中国科学家的最新实验证明了打造空基量子互联网的可能性。

    数学家阿图尔·埃克特热情地告诉记者:“中国的实验是一项十分了不起的技术成就。”上世纪90年代,当时正在牛津大学攻读量子信息学的埃克特提出了把成对的光子用于密码学的设想。他说:“当我提出这一设想时,我没想到它会被推升到如此高度。”

    美国《洛杉矶时报》网站6月15日报道称,中国量子卫星打破量子物理领域一项纪录,实现了从太空向地球发射纠缠光子。

    专家说,中国科学家发表在《科学》杂志上的报告,代表了一个从未进行过测试的由来已久的理论的首个可衡量证据。

    “这是首次在卫星和地面之间实现能实际使用的量子通道,”加拿大滑铁卢大学量子计算研究所教授诺伯特·吕特肯豪斯说,“多年来人们一直在说要做这个试验,而这些人真正做到了。这是一个伟大的技术成就。”

    有望终结网络黑客攻击

    加拿大《环球邮报》网站6月15日发表题为《中国的量子突破在终结黑客攻击的太空竞赛中向前迈出一步》的报道称,

    中国“墨子号”量子卫星进行的创纪录实验,把奇特的量子物理世界推向新高度,并可能刺激包括加拿大在内的其他国家抓紧开发这种不受黑客影响的远距离通信方式。

    中国科学技术大学物理学家、量子卫星项目首席科学家潘建伟说,研究团队完成了一些使用传统手段绝对无法做到的实验。他暗示其研究团队的成果开启了一场崭新的量子太空竞赛。

    加拿大滑铁卢大学物理学家詹内怀恩说:“我相信这个实验结果将刺激其他国家跟进。”他称中国人的实验结果是对卫星量子通信“概念的首次验证”。

    此次量子实验的结果刊登在周四出版的美国《科学》杂志上,当天中国还成功把一颗X射线望远镜卫星送入轨道。两件大事显示中国利用太空进行科研的能力越来越强。

    “墨子号”卫星的工作进展似乎十分顺利。潘建伟透露,在该卫星发射后数月内,他和他的团队就已经能开展实验。实验结果证实,量子纠缠可能为未来某一天安全的量子互联网问世奠定基础。

    詹内怀恩说:“他们的成果是一次重大突破。很明显他们是量子卫星的世界领跑者。”

    美国《华尔街日报》网站6月15日发表题为《中国朝着“无法破解”的量子网络迈出一大步》的报道称,中国科学家成功将具有特殊关联性的成对光子从太空发送到地球,该领域的专家称,这一成就使中国在用量子技术建造“无法破解”的全球通信网络上具备了优势。

    专家说,这一成果是一大突破,标志着中国在亚原子层面控制物质和能量的神秘属性方面确立了先驱者的地位。

    发表在最新一期《科学》杂志上的报告称,中国研究人员在实验中利用该国发射的量子卫星发出的光量子,在两个相隔1200公里的地面站之间建立了即时联系。

    研究人员说,用微小粒子的量子属性建立安全的通信网络在科学和技术上都有相当大的难度,假如中国最终获得成功,这样一个系统将会挑战美国在入侵电脑网络方面的优势。

    近日,五角大楼在有关中国军力的年度报告中称,中国发射量子卫星“是在密码学研究上的一个重大进展”。

    美国也在研究量子通信,不过它将更多精力和资源放在量子计算机上。欧洲物理学家发展了很多有关量子加密的理论和基本操作,不过中国科学家却有更多的政府资金支持。

    2013年,美国国家安全局前承包商斯诺登揭露了美国对中国网络的窥探,这令北京感到惊慌,也促使中国从多方面开始加强网络安全措施。新美国基金会研究员约翰·科斯特洛说:“斯诺登的泄密毫无疑问对开发量子技术起到了推动作用,因为这揭示了中国在反间谍和网络防务领域所面临的复杂威胁的程度。”

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