「墨子號」實現星地雙向量子糾纏分發，離全球量子通信網又進了一步

2013 年，前美國國安局（NSA）承包商僱員斯諾登曝光了美國對中國網路的監聽行為，這促使中國開始通過各種方法來增強網路信息安全。2016 年 8 月，中國發射了首枚自主研發的量子衛星「墨子號」，與地面基地共同構建了天地一體化的量子科學實驗系統。近日，研究人員宣布，他們成功將光子傳輸到了在太空軌道的「墨子號」上，率先實現了千公里量級的星地雙向量子糾纏分發。

在上月 16 日，「墨子號」已成功向相距 1200 公里的地面分發了兩對量子糾纏光子。美國《science》雜誌刊登文章稱：「這是世界上首次實現超遠距離量子傳輸。」

量子物理憑藉其「不確定性原理」被科學家們認為是保障未來信息社會通信機密性和隱私的關鍵技術。但由於光子在遠距離傳輸的過程中容易受損，所以此前的傳輸實驗距離都被限制在 100 公里以內。而中國科學家首先利用衛星平台連接地球上的兩個相距較遠的點，使大多光子的傳播路徑都在真空中，因此極大程度的減少了信道損失。

研究人員表示，這項工作建立了第一個用於超遠距離量子傳輸的星地通路，是向全球規模的量子互聯網邁進的重要一步。

據了解，科學家們在「墨子號」上搭載了量子密鑰通信機、量子糾纏發射機、量子糾纏源和量子試驗控制與處理機，計劃在兩年的時間內實現星地高速量子密鑰分發、廣域量子通信網路、星地量子糾纏分發和地星量子隱形傳態等四項實驗。

目前，中國已通過「墨子號」在濟南市形成了一個覆蓋面積達數百平方公里的通信城域網，並在京滬兩地構建了總長超過 2000 公里的地面量子通信通道，這個通道將被政府部門和兩地商業銀行使用，來防止政府信息被監聽，以及提高金融服務的安全性。

量子科學實驗衛星首席科學家潘建偉表示：「下一步，我們希望能在地月拉格朗日點上放一個光源，向人造飛船和月球分發量子糾纏。我們希望能夠在 30 萬公里或者更遠距離內實現量子糾纏分發，以此來觀測其性質的變化，並對相關的理論作出解釋。」

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