為構建覆蓋全球的量子保密通信網絡奠定了可靠的技術基礎

此次完成的星地高速量子密鑰分發(fā)實驗是“墨子號”量子衛(wèi)星的科學目標之一。

中國科學技術大學研究員，量子科學實驗衛(wèi)星科學應用系統(tǒng)總師、衛(wèi)星系統(tǒng)副總師彭承志說：“量子密鑰分發(fā)實驗采用衛(wèi)星發(fā)射量子信號，地面接收的方式。‘墨子號’量子衛(wèi)星過境時，與河北興隆地面光學站建立光鏈路，通信距離從645公里到1200公里。在1200公里通信距離上，星地量子密鑰的傳輸效率比同等距離地面光纖信道高20個數(shù)量級（萬億億倍）。衛(wèi)星上量子誘騙態(tài)光源平均每秒發(fā)送4000萬個信號光子，一次過軌對接實驗可生成30萬比特的安全密鑰，平均成碼率可達1千1百比特每秒。”

潘建偉表示，這一重要成果為構建覆蓋全球的量子保密通信網絡奠定了可靠的技術基礎。“以星地量子密鑰分發(fā)為基礎，將衛(wèi)星作為可信中繼，可以實現(xiàn)地球上任意兩點的密鑰共享，將量子密鑰分發(fā)范圍擴展到覆蓋全球。此外，將量子通信地面站與城際光纖量子保密通信網（如合肥量子通信網、濟南量子通信網、京滬干線）互聯(lián)，可以構建覆蓋全球的天地一體化保密通信網絡。”

地星量子隱形傳態(tài)實驗是“墨子號”量子衛(wèi)星的另一個科學目標之一。

“量子隱形傳態(tài)實驗采用地面發(fā)射糾纏光子、天上接收的方式，‘墨子號’量子衛(wèi)星過境時，與海拔5100米的西藏阿里地面站建立光鏈路。地面光源每秒產生8000個量子隱形傳態(tài)事例，地面向衛(wèi)星發(fā)射糾纏光子，實驗通信距離從500公里到1400公里，所有6個待傳送態(tài)均以大于99.7%的置信度超越經典極限。”彭承志說：“假設在同樣長度的光纖中重復這一工作，需要3800億年（宇宙年齡的20倍）才能觀測到1個事例。這一重要成果為未來開展空間尺度量子通信網絡研究，以及空間量子物理學和量子引力實驗檢驗等研究奠定了可靠的技術基礎。”