這是在812所進行磁測試的量子衛星（2014年12月2日攝）。新華社發（中科院微小衛星創新研究院供圖）

量子科學，對絕大多數人來説十分高冷。但當它與資訊技術相連，就與我們每個人息息相關。當今社會，資訊的海量傳播背後也充斥著資訊洩露的風險。而量子科學則為資訊安全提供了“終極武器”。

在物理王國裏，量子理論是一個百歲的“幽靈”，愛因斯坦也曾被它的“詭異”所困擾。

在量子世界中，一個物體可以同時處在多個位置，一隻貓可以處在“死”和“活”的疊加狀態上；所有物體都具有“波粒二象性”，既是粒子也是波；兩個處於“糾纏態”的粒子，即使相距遙遠也具有“心電感應”，一個發生變化，另一個會暫態發生相應改變……

正是由於量子具有這些不同於宏觀物理世界的奇妙特性，才構成了量子通信安全的基石。在量子保密通信中，由於量子的不可分割、不可克隆和測不準的特性，所以一旦存在竊聽就必然會被發送者察覺並規避。

“傳統的資訊安全都是依賴於複雜的演算法，只要計算能力足夠強大，再複雜的保密演算法都能夠被破解。量子通信能做到絕對安全，是由量子自身的特性所決定的，計算能力再強也破解不了，因此它是革命性的，可從根本上、永久性解決資訊安全問題。”潘建偉説。

量子通信系統的問世，點燃了建造“絕對安全”通信系統的希望。當前，量子通信的實用化和産業化已經成為各個大國爭相追逐的目標。

在量子通信的國際賽跑中，中國屬於後來者。經過多年的努力，中國已經躋身於國際一流的量子資訊研究行列，在城域量子通信技術方面也走在了世界前列，建設完成合肥、濟南等規模化量子通信城域網，“京滬幹線”大尺度光纖量子通信骨幹網也即將竣工。

然而，這只是開始。“在城市範圍內，通過光纖構建城域量子通信網路是最佳方案。但要實現遠距離甚至全球量子通信，僅依靠光纖量子通信技術是遠遠不夠的。”潘建偉説。

他解釋説，因為量子的資訊攜帶者光子在光纖裏傳播一百公里之後大約只有１‰的信號可以到達最後的接收站，所以光纖量子通信達到百公里量級就很難再突破。但光子穿透整個大氣層後卻可以保留８０％左右，再利用衛星的轉机，就可以實現地面上相距數千公里甚至覆蓋全球的廣域量子保密通信。

另外，誕生百年的量子理論的奇妙之處在實驗室裏被不斷重復檢驗，但卻從未在太空尺度驗證過。量子理論的各種奇異現象在太空中是否還存在？量子糾纏和隱形傳輸是否可以延伸到星地之間？這些都需要衛星去驗證。

２０１１年，中科院正式啟動全球首顆“量子科學實驗衛星”的研製，這既意味著中國科學家率先向星地量子通信發起挑戰，更意味著中國或將領先歐美獲得量子通信覆蓋全球的能力。