中国发射全球首颗量子卫星　可建成无法攻破之通信网络

据《新华社》消息，周二（16日）凌晨1时40分，世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”于酒泉卫星发射中心用“长征二号丁”运载火箭成功将发射升空。这将使中国成为世界首次实现卫星与地面之间的量子通信（Quantum Teleportation），构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。

项目首席科学家潘建伟院士向国陆媒体介绍，“量子通信的安全性基于量子物理基本原理，单光子的不可分割性和量子态的不可复制性保证了信息的不可窃听和不可破解，从原理上确保身份认证、传输加密以及数字签名等的无条件安全，可从根本上、永久性解决信息安全问题。”

量子卫星2011年12月立项，是中科院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一。其主要科学目标一是进行星地高速量子密钥分发实验，并在此基础上进行广域量子密钥网络实验，以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破；二是在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验，在空间尺度验证量子力学理论。

工程还建设了包括南山、德令哈、兴隆、丽江4个量子通信地面站和阿里量子隐形传态实验站在内的地面科学应用系统，与量子卫星共同构成天地一体化量子科学实验系统。

为纪念墨子而命名卫星

潘建伟表示，“我国自主研发的量子卫星突破了一系列关键技术，包括高精度跟瞄、星地偏振态保持与基矢校正、星载量子纠缠源等。量子卫星的成功发射和在轨运行，将有助于我国在量子通信技术实用化整体水平上保持和扩大国际领先地位，实现国家信息安全和信息技术水平跨越式提升，有望推动我国科学家在量子科学前沿领域取得重大突破，对于推动我国空间科学卫星系列可持续发展具有重大意义。”

本次任务还搭载发射了中科院研制的稀薄大气科学实验卫星与西班牙科学实验小卫星。量子卫星发射入轨后将进行3个月左右的在轨测试，然后转入在轨运行阶段。据介绍，长征二号丁运载火箭由中国航天科技集团公司所属上海航天技术研究院研制。此次发射是长征系列运载火箭的第234次飞行。

“墨家逻辑是全球三大古老逻辑体系之一，而逻辑体系是科学的基础。”作为中科院院士的潘建伟说。“墨子在两千多年前就发现了光线沿直线传播，并设计了小孔成像实验，奠定了光通信、量子通信的基础”；“就像国外有伽利略卫星、开普勒望远镜一样，以中国古代伟大科学先贤的名字来命名全球首颗量子卫星，将提升我国的文化自信。”他说。

据悉，“墨子号”经过5年的研制，2016年开始与运载火箭对接，卫星高1.7米，重量为640公斤。其搭载有量子密钥通信机、量子纠缠发射机、量子纠缠源、量子试验控制与处理机等有效载荷，具备两套独立的有效载荷指向机构，通过姿控指向系统协同控制，可与地面上相距千公里量级的两处光学站同时建立量子光链路。

其中最重要的一个载荷叫纠缠源，它只有机顶盒的大小，但是作用却非常关键，因为它能够产生纠缠光，这也是卫星在空中做各种量子实验的源头，平时实验室里纠缠源的体积非常巨大，但是，中国研究人员把它做到了小型化，让它实现了满足这种空间的环境要求，这一点为国际首创。

或再部署20颗同类卫星

加拿大、日本、意大利和新加坡的研究人员也透露了在太空中进行量子实验的计划，包括建议在国际空间站进行的一个实验。中国的这项实验将尝试创造出一种高效可靠的量子隐形传态方法。研究人员表示，实现了量子隐形传态后，便能制造出一种分辨率极高的望远镜。

这个中国航天器的首项任务便是将光子对发射到北京和维也纳的地面接收站中，从而形成密钥。但是，随著研究工作的进行，这颗卫星可能很快便会迎来其他卫星的加入。中国科学技术大学物理学家陆朝阳表示，“如果首颗卫星表现不错，中国肯定会发射更多。”据悉，若要创建一个连接全世界的通信网络，大约需要部署20颗此类卫星。

据《自然》杂志报道，在量子物理学中，纠缠粒子即使相隔极远，也会保持相互连接。因此，其中一个粒子的动作会影响另一个粒子的行为。如果某个人试图在一端窃听，那么另一端就能检测到这种通信干扰。

此后，中国还将陆续发射卫星，建成全球第一个实现卫星和地面之间量子通信的国家。2016年下半年，京沪量子通信干道也将建成，届时中国将初步形成广域量子通信体系。按照规划，到2020年，中国将实现亚洲与欧洲的洲际量子密钥分发；到2030年左右，中国将建成全球化的广域量子通信网络。届时，世界上第一封不可被窃听、破译的密信将会诞生。