中国产业新闻网
全方位报道中国产业经济新闻资讯
分享微信微博APP
首页 > 高端访谈 > 正文

墨子量子科学实验卫星成功发射

来源:中国产业新闻网 编辑:金子 2020-10-14 14:41:50

  就在人们即将迎来历史上“最长”的国庆中秋假期之际,太空飞行的墨子量子卫星完成了她的第一个“太空方案”。9月20日,国际学术期刊《科学》发表了中国科学技术大学潘建伟教授及其同事彭承志、范景韵及其合作者的在线成果。利用墨子量子科学实验卫星对一个预测引力场引起的量子退相干的理论模型进行了检验。这是世界上首次利用量子卫星在地球引力场中检验量子力学与广义相对论相结合的理论,将极大地推动相关物理的基础理论和实验研究。

  三大科学目标的成功实现也将延长工作年限。

  墨子量子科学实验卫星于2016年8月16日在酒泉卫星发射中心成功发射,科学实验于2017年1月18日正式发射。

  “墨子”量子卫星成功实现了三大科学目标,为中国未来继续引领世界量子通信技术发展和空间尺度量子物理基础问题前沿研究奠定了坚实的科技基础。”中国科技大学的潘建伟教授告诉《科技日报》记者。

  由于量子不可克隆的原理,量子通信的信号不能像经典通信那样被放大,并且由于光纤信道的固有衰减,量子通信的距离受到很大限制。卫星辅助可以大大扩展量子通信距离,因为外层空间几乎是真空,光信号损耗很小。

  卫星与地面之间的高速量子密钥分配是墨子量子卫星的科学目标之一。"墨子量子卫星与河北兴隆地面光学站建立了光学联系。在1200公里的通信距离上,星地量子密钥的传输效率比同等距离的地面光纤信道高20个数量级(万亿倍)。

  实现地球恒星量子的瞬移是墨子量子卫星的另一个科学目标。量子隐形传态可以利用量子纠缠将粒子的未知量子态精确转移到遥远的地方,而不需要转移粒子本身。"墨子的量子隐形传态实验采用地面发射纠缠光子,天空接收的方式。实验通信距离在500公里到1400公里之间,所有六种状态的传输都超过了经典极限,置信度超过99.7%。

  量子纠缠被爱因斯坦称为“远方鬼魅般的动作”,也是量子力学中最神奇的现象之一。这种“远方鬼魅般的动作”在更远的距离是否还存在?会不会受到重力等其他因素的影响?作为卫星三大科学实验任务之一,墨子量子卫星在世界上首次进行了空间尺度的量子纠缠分布实验。

  2020年6月15日,“墨子”量子科学实验卫星在世界上首次实现了基于纠缠的量子密钥分配,将陆地无中继量子保密通信的空间距离增加了一个数量级。

  据悉,墨子量子科学实验卫星有望超过预期寿命,继续工作至少两年,并发射更多国际合作。

  太空中最耀眼的“科学之星”

  墨子量子科学实验卫星获得的一系列科学实验成果在世界范围内赢得了极大的赞誉和赞誉,同时也开启了全球量子通信时代的大门。

  星地量子密钥分发的实现为构建全球量子安全通信网络奠定了可靠的技术基础。在此基础上,卫星可以作为可信中继,实现地球上任意两点的密钥共享,扩大量子密钥的分发范围,覆盖全球。此外,通过将量子通信地面站与城际光纤量子安全通信网络互连,可以构建覆盖全球的安全通信网络。

  星地量子纠缠和隐形传态的实现,使人们能够利用量子纠缠建立的量子信道构建量子信息处理网络的基本单元,同时也为未来大规模量子网络和量子通信的实验研究,以及外层空间广义相对论、量子引力等基本物理原理的实验检验奠定了可靠的技术基础。

  在完成了墨子预定的三项科学实验任务后,2018年初,通过与奥地利科学院的国际合作,墨子量子卫星首次实现了北京与维也纳之间的洲际量子保密通信。这一成就也被美国物理学会选为2018年国际物理十大进步之一。

  2018年,被誉为诺贝尔奖风向标的沃尔夫物理学奖,在获奖人介绍中特别提到:“量子密钥分发已成功商业化,光纤可达数百公里,卫星可达数千公里”。这两项记录是潘建伟的团队创造的,一项是光纤量子密钥分发的最远安全距离为404公里,另一项是墨子实现了1200公里的星地,这是中国科学家的贡献,也是中国量子通信在世界上领先的标志。

  2019年1月31日,美国科学促进协会(AAAS)宣布,墨子量子科学实验卫星研究团队获得2018年克利夫兰奖。这是自90多年前克利夫兰奖设立以来,美国科学促进协会首次为中国科学家在中国取得的科研成果获得这一重要荣誉。

  到目前为止,墨子的研究团队在《自然与科学》上发表了5篇研究论文,为我国今后继续引领世界量子通信技术的发展和空间尺度上量子物理基础问题的前沿研究奠定了坚实的科技基础。

  国际权威期刊《自然》曾评论说,墨子量子卫星的研究成果标志着中国在量子通信领域的崛起,从10年前的一个不起眼的国家,发展到现在的世界强国,其将领领先于欧洲和北美。

责任编辑:金子
相关新闻


本网站所转载信息,不代表本网观点,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。

未经授权禁止转载、摘编、复制及建立镜像,违者将依法追究法律责任。

中国产业新闻网 © 版权所有2018-2022