利用量子纠缠加密 “墨子号”实现无中继千公里级量子保密通信
据陆媒报道，中国科学技术大学潘建伟院士团队等中外机构周一（15日）在国际学术期刊《自然》网站发表一项成果论文，他们利用全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”，在国际上实现基于纠缠的无中继、千公里级量子保密通讯，被认为是一项重大突破。
所谓的“量子密钥分发”是基于量子纠缠（又称量子缠结）原理，向通讯双方发送量子纠缠态的光子。根据物理学理论，无论相距多远，一对纠缠量子只要其中一粒状态产生变化，另外一粒亦会立即出现相应的转变。由于任何外界的测量都会改变量子缠结的形态，因而一旦密码被窃听，双方都会获知，而后放弃是次通讯。
潘建伟介绍，量子通讯提供一种原理上无条件安全的通讯方式，但要从实验室走向广泛应用，需要解决两大挑战，分别是现实条件下的安全性问题和远距离传输问题。尽管可信中继将传统通讯方式中整条线路的安全风险限制在有限的中继节点范围内，中继节点的安全仍然需要得到人为保障。
他表示，在现有技术水平下，使用可信中继可以有效拓展量子通讯的距离，比如利用“墨子号”量子卫星作为中继，在自由空间信道可以拓展到7600公里的洲际距离。这次实验还将以往地面无中继量子保密通讯的空间距离提高一个数量级，并确保即使在卫星被攻击、遭控制的极端情况下依然能实现安全的量子保密通讯。实验中，科研人员通过对地面接收光路和单光子探测器等方面进行精心设计和防护，保证所生成密钥不依赖可信中继，并确保现实安全性。
《自然》：朝向量子互联网的重要一步
《自然》杂志审稿人称赞，该研究工作是“朝向构建全球化量子密钥分发网络甚至量子互联网的重要一步”，认为“不依赖可信中继的长距离纠缠量子密钥分发协议的实验实现是一个里程碑”。
不过，潘建伟表示，这次科研突破目前只是科学上的原理演示，距实际应用还较远；基于该研究成果发展起来的高效星地链路收集技术，可以将量子卫星载荷重量由现有的几百公斤降低到几十公斤以下，同时将地面接收系统的重量由现有的10余吨大幅降低到100公斤左右，实现接收系统的小型化、可搬运，为将来卫星量子通讯的规模化、商业化应用奠定坚实的基础。
（中国青年报）