墨子號量子衛星 Quantum Satellite


2016.08.16《焦点访谈》:墨子號量子衛星開啟星際首航
Quantum Satellite Interstellar Inaugural


中國成功發射全球首顆量子科學試驗衛星墨子號,這顆衛星將用於試驗徹底杜絕間諜竊聽、破解的保密通信技術。

搭載墨子號衛星的長征二號丁運載火箭星期二(8月16日)01:40(格林尼治標凖時間星期一17:40)從內蒙古額濟納旗酒泉衛星發射中心升空。

負責此項目的中國科學院院士潘建偉說,量子通信「原理上確保身份認證、傳輸加密以及數字簽名等的無條件安全」。

美國學者認為,中國爭取走在世界量子通信前列,其動機之一是要抗衡美國的網絡攻擊與防禦能力。

《華爾街日報》引述華盛頓智庫新美國基金會研究員約翰·科斯特洛說:「中國政府意識到他們越來越容易受到電子間諜活動影響。」
科斯特洛還指出,美國也在加緊研究如何建設功能強大的量子電腦,這樣的計算機理論上能取代目前被廣泛採用的密碼學(算術加密)辦法。

量子科學實驗衛星在安裝外表面熱控材料衛星發射前的最後凖備工作在內蒙古額濟納旗酒泉衛星發射中心進行。

墨子號項目由中國科學院國家空間科學中心牽頭,中國科學技術大學常務副校長潘建偉是量子衛星項目的首席科學家。

官方新華社指出,量子衛星發射入軌後將進行三個月左右的在軌測試,然後轉入在軌運行階段。

配合墨子號衛星運作,研發團隊在中國全國建設了烏魯木齊南山、北京興隆、青海德令哈與雲南麗江四個量子通信地面站,以及西藏阿里量子隱形傳態實驗站。其中一項實驗是星地高速量子密鑰分發實驗。

潘建偉對中國中央電視台說:「其實所有的衛星主要就在天上工作就完了,地面來接收數據就可以了。但我們這個衛星……我們這個實驗室是很大。」

「地面的軌道(衛星到地面跨度)要是500公里左右,這兩個點上(接收點之間距離)大概是1200公里,所以我們的實驗室的大小是500乘以1200,是60萬平方公里這麼大的一個實驗室。」

新華社引述潘建偉說,量子通信的安全性基於量子物理基本原理,單光子的不可分割性和量子態的不可複製性保證了信息的不可竊聽和不可破解。

《華爾街日報》引述瑞士日內瓦量子加密企業ID Quantique創辦人格雷瓜爾·瑞波迪博士說,這就好像是在肥皂泡上寫字一樣。

「要是誰想在傳輸時攔截它(肥皂泡),碰它一下,就會弄破它。」

瑞波迪博士曾於1990年代作為日內瓦大學的研究團隊成員,在日內瓦湖湖底試驗量子密鑰分發。新華社英文電訊引述美國學者稱,這引發了此後20多年的量子通信競賽。

突破不易

中國的這次量子通信試驗將要面對不少困難。國際期刊《自然》雜誌7月份報道潘建偉的項目時就指出,當前成功的量子通信項目中,其極限距離只有300公里。

「光子通過光纖纜線或空氣時會變得零散或被吸收,在保存光子脆弱的量子態之餘要放大信號是極其困難。」

墨子號常務副總師兼衛星總指揮王建宇接受中國科學技術部機關報《科技日報》採訪時也承認:「衛星上發出一對糾纏光子,要兩個站同時收到,國際上從未做過。」

《自然》雜誌指出,中科院與奧地利科學院合作開發墨子號項目,涉及資金1億美元。但與此同時,新加坡國立大學凌旭金團隊(Alexander Ling Euk Jin;音譯)與蘇格蘭思克萊德大學正合作開發更低成本的量子通信項目

凌旭金博士對《華爾街日報》說,量子通信也非如此不可破解,黑客瞄凖量子接收器發射密集鐳射光束就有可能騙到信息接收者。

不過,潘建偉的恩師,奧地利科學院院長安東·蔡林格教授對《華爾街日報》指出,墨子號衛星使中國以至於量子力學有望實現重大突破。

潘建偉院士對《科技日報》說:「如果進展順利,國家也支持發射多顆量子通信衛星,那麼有希望到2030年左右,建成全球化的廣域量子通信網絡。」 Source: www.bbc.com


量子卫星潘建伟

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