資料圖片:“墨子號”量子科學實驗衛星與興隆量子通信地面站建立天地鏈路。新華社記者 金立旺 攝

資料圖片:“墨子號”量子科學實驗衛星與興隆量子通信地面站建立天地鏈路。新華社記者 金立旺 攝

法媒稱,中國實現兩個世界第一。中國憑藉8月9日在《自然》週刊上發表的兩項成果確保了在量子通信這一未來通信技術領域的至上地位。該技術主要可以提升通信過程中的安全性。中國從“墨子號”的投資中獲得了回報。這枚科研衛星于2016年8月16日發射,在距離地球500公里至1200公里處的低軌運作。再加上《科學》週刊今年6月16日發表的成果,中國科學技術大學潘建偉帶領的團隊完成了三大實驗:量子隱形傳態、量子糾纏分發和量子密鑰分發。此前這些實驗僅在地面的光導纖維中完成過。

據法國《世界報》8月15日報道,加拿大研究人員1984年提出了一份保障安全分發密鑰的協議,不僅是為了禁止竊聽,也是為了確保如果出現竊聽當事人能夠獲悉。中國人將這份協議應用於衛星與地球之間,最短距離(600公里)實現每秒發送數千比特的資訊量。巴黎電信技術學院科研教師羅曼阿洛姆稱讚道:“他們解決了大量技術難題。這是工程學的一個大項目。”中國團隊面臨的挑戰包括複雜光電器件的小型化及其對太空環境的適應保證,而且尤其是十分精確的衛星定位和追蹤技術的發展。潘建偉指出:“這就像在300米之外追蹤一根移動的頭髮一樣。”

報道稱,這些進步的技術意義超過了科學意義,因為這些成就此前都在地球上實現過。20世紀80年代初,法國科學家阿蘭阿斯佩完成了“量子糾纏”實驗。1989年,加拿大完成首次量子密鑰分發。此後很多企業將這種系統商業化。1997年,奧地利安東蔡林格團隊率先完成量子隱形傳態實驗,當時年輕的潘建偉也是團隊成員之一。

歐洲最大量子資訊實驗室之一量子技術研究中心主任羅納德漢松認為:“真是了不起的進展。中國的實驗開啟了一個新時代。他們完成了首批地空基礎量子任務。將遙遠的系統通過量子連接起來已經成為現實。”

報道稱,長距離傳輸必須通過太空,因為光導纖維中信號受損導致糾纏與隱形傳態被限制在100多公里的距離內才能完成。而且與常規世界相反,在量子物理學中不可能增強或者重復一個信號。因此人們關注宇宙真空環境,即便考慮到大氣層的厚度,這裡的損耗也要小得多。但成本這麼高的網路又有什麼用呢?更加安全的密鑰當然是個動機,但當前“經典”技術還在發揮作用,而且帶有非保密密鑰協議。

巴黎第六大學國家科學研究中心研究負責人埃萊妮迪亞曼蒂明確指出:“當前的量子計算工作讓這些系統面臨危險,量子密鑰是一種解決方案。”研究人員還希望建設有新性能的“量子網路”,能夠將計算分發到多個網路節點上完成,而無需節點接觸數據。

報道稱,中國並不是唯一一個了解這些關乎國家防禦和主權的重大挑戰。南韓、日本、新加坡和加拿大也有陸地和太空計劃,或者是從無人機、熱氣球和飛機實施的空中計劃。在歐洲、研究人員爭取人們對發展這些太空技術的關注,卻是徒勞。埃萊妮迪亞曼蒂希望:“這些結果或將刺激歐洲的科研活動。”

報道稱,潘建偉現在希望提高密鑰系統的效率,把衛星作為兩個地面站的中繼站來實現安全加密。中國研究者們還提到與歐洲合作完成兩大洲之間密鑰分發的可能性。(編譯/趙可心)