中國第一顆量子科學實驗衛星“墨子”號自去年8月16日成功發射之後就一直受到外界的密切關注，因為這也是世界上第一顆量子衛星，人們都想知道“墨子”號到底有什麼能耐。今年6月15日，“墨子”號登上了國際權威學術期刊《科學》雜誌的封面，它從星空向地面發出兩道光，宛如兩條長腿跨出一大步，也象徵著量子通信向實用邁進一大步。
量子通信一直被認為是通信技術上的革命，因為其與現在的各種通信手段相比具有無與倫比的保密性，是譽為保障信息安全的終極武器。特別是對各國軍界來說，對於保密通信的需求遠遠高於其他領域的部門，因此對於量子通信技術的發展格外關注。要讓量子通信實用化，最關鍵的是要實現量子糾纏的遠距離分發。之前，各國進行的地面實驗只有百公里量級，這是因為量子在地面傳輸會有較大的信號損耗。所以，我國發射的“墨子”號量子科學實驗衛星，承擔的一大科學實驗任務就是星地之間的量子糾纏分發。
在理論上，星地糾纏分發的傳輸衰減只有同樣距離地面衰減的萬億分之一。不過，星地量子糾纏分發方式對精度要求極高，這就好比從萬米高空的飛機上扔下一連串硬幣，在地面用存錢罐接住。《科學》雜誌在本期的重頭文章就是中國科學技術大學教授、量子衛星項目首席科學家潘建偉等人的題為“基於衛星的糾纏分發距離超過1200公里”的論文。
根據這篇論文介紹，通過“墨子”號衛星向地面發射光子，每對處於糾纏狀態的光子中的一個發向青海德令哈站，另一個發向雲南麗江站，兩個地面站之間的距離達到1203公里。這是世界上首次實現千公里量級的量子糾纏，而以往國內外進行的地面量子糾纏分發實驗都只有百公里的距離。“墨子”號科學應用系統總設計師彭承志就此表示：“這是量子衛星上天以來迄今為止發佈的最大成果。”
《科學》雜誌則將這項中國科學家獨立完成的工作稱為“一項里程碑式的研究”。論文審稿人認為，這一成果“兼具潛在實際應用和基礎科研重要性的重大技術成就”。美國麻省理工學院凱克極限量子信息理論中心主任塞思·勞埃德對這一成果讚譽極高，“是糾纏分發技術的一個真正突破。這項實驗表明遠距離量子通信確實在技術上可行，讓人們看到了在不久的未來構建遠程量子通信的希望。”
除了量子糾纏分發之外，“墨子”號衛星還承擔著高速星地量子密鑰分發、地星量子隱形傳態等科學實驗任務。相信隨著“墨子”號不斷取得技術成果，我國在量子通信領域必將引領潮流，這也將是我國科技創新的一大代表之作。
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