32年前 ， 人类历史上首次量子通信在实验室诞生 ， 传输了32厘米 。 而今 ， 中国人将这个距离扩展了1400多万倍 ， 实现了从地面到太空的多用户通信 。 中国科学技术大学7日宣布 ， 中国科研团队成功实现了跨越4600公里的星地量子密钥分发 ， 标志着我国已构建出天地一体化广域量子通信网雏形 。 该成果已在英国《自然》杂志上刊发 。
量子通信是量子科技三大方向之一 ， 经过20多年努力 ， 中国在该领域实现了从跟跑到领跑的重大转变 。 2016年 ， 中国成功发射全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”；2017年 ， 建成世界首条量子保密通信干线“京沪干线” 。
“墨子号”牵手“京沪干线” ， 中国科学技术大学潘建伟、陈宇翱、彭承志等与中科院上海技术物理研究所王建宇研究组、济南量子技术研究院及中国有线电视网络有限公司合作 ， 构建了全球首个星地量子通信网 。 经过两年多稳定性、安全性测试 ， 实现了跨越4600公里的多用户量子密钥分发 。
“要实现广域量子通信 ， 存在光子损耗、退相干等一系列技术难题 ， 比如光子数在光纤里每传输约15公里就会损失一半 ， 200公里后只剩万分之一 。 ”潘建伟说 ， 科研团队在光学系统等方面发展了多项先进技术 ， 化解了这些难题 。
潘建伟介绍 ， 《自然》杂志审稿人评价称 ， 这是地球上最大、最先进的量子密钥分发网络 ， 是量子通信“巨大的工程性成就” 。
【量子|中国构建全球首个星地量子通信网】据了解 ， 整个网络覆盖我国四省三市32个节点 ， 包括北京、济南、合肥和上海4个量子城域网 ， 通过两个卫星地面站与“墨子号”相连 ， 总距离4600公里 ， 目前已接入金融、电力、政务等行业的150多家用户 。
基于“不可分割”“不可克隆”等量子特性 ， 量子通信被称为“原理上无条件安全”的通信方式 ， 在多领域具有应用前景 。 星地量子通信网的建成 ， 为未来实现覆盖全球的“量子网”奠定科技基础 ， 也为相对论、引力波等科学研究 ， 提供了前所未有的“天地实验室” 。
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