中国同时也是世界首颗量子通信卫星近日将择机发射，如果成功发射，中国将成为全球第一个实现卫星和地面之间量子通信的国家，加上今年下半年建成的地面光纤量子通信网络，国内将初步建成广域量子通信体系。

量子通信更安全、更快传递信息

量子通信是根据量子力学原理，提供一种全新方式对信息进行编码、存储、传输和逻辑操作，并对光子、原子等微观粒子进行精确操纵，以确保通信安全和提升计算速度等的通信方式。

目前国内即将实用化的“量子通信”，仍然采用传统技术(光纤和激光)来传递信息，但已经可以做到给信息加密的秘钥用量子原理来分配、传递秘钥。量子通信虽然不可能真的超光速，但其优势足以让人类向往：通信更快，更加安全。

信息安全是人类的刚需，量子通信理论上具有“无懈可击”、“无条件安全”的优势，在军事、金融和个人私密方面意义重大。

中国首颗量子通信卫星主要任务

这个 600 公斤重的飞船是中国空间科学卫星的最新研究成果，将于 8 月在酒泉卫星发射中心发射。这个价值 1 亿美元的任务的合作者包括中国科学院和奥地利科学院。

到目前为止，科学家们已经成功地证实了大约 300 公里的量子通信。穿过光纤和空气的光子会被散射或吸收，而且在放大信号的同时保留一个光子的脆弱的量子态是极其困难的。中国的研究人员希望通过在太空发射光子使他们能在更大的距离上进行通信，因为光子可以在太空中顺畅地旅行。

该卫星的核心是一个能够产生成对的纠缠光子的晶体，无论它们分开多远，其性质仍然能纠缠在一起。该飞船的第一个任务将是发送这些成对量子中的一方去往在北京和维也纳的地面站，并使用它们来生成密钥。 

在这个为期两年的任务中，这个团队也计划去执行一个叫贝尔测试的统计测量，来证明这个纠缠可以存在于相隔1200公里的粒子之间。量子理论预测纠缠一直存在于任何距离，贝尔测试将会证明这个理论预测的正确性。

该小组还将尝试「瞬时传输（teleport）」量子状态：使用通过传统方式传输来的纠缠光子对及其所携带的信息，在一个新位置重建光子的量子状态。 「如果首颗卫星进展顺利，中国一定会发射更多的量子卫星，」量子卫星团队成员中国科技大学的物理学家陆朝阳说。他补充道，如果要在全世界范围内保障通信安全，大约需要 20 颗卫星。

多个项目落地，量子通信产业更加完善

目前，中国已经在合肥建成量子通信政务网。预计大尺度光纤量子通信骨干网工程将于2016年下半年交付。

“京沪干线”总长2000余公里，从北京出发，经过河南、合肥，到达上海。这样一来，京沪两地及沿线的金融、政务机构可以利用这条线传输远地灾情和量子安全数据，从物理原理上确保不被第三方窃听。

中科院上海分院副院长王建宇曾在“光纤通信50年高峰论坛”表示，按照规划，中国在2016年首颗量子卫星发射后还将发射更多卫星，到2020年实现亚洲与欧洲的洲际量子密钥分发，届时联接亚洲与欧洲的洲际量子通信网也将建成。到2030年左右，中国将建成全球化的广域量子通信网络。

我国发射首颗量子卫星，或引发全球竞赛

除了中国外，今年欧洲发布了10亿欧元的量子项目计划；日本提出了以新一代量子信息通信技术为对象的长期研究战略，计划在2020年至2030年间建成安全保密的高速量子信息通信网络。

新加坡国立大学与英国斯凯莱德大学的一个合作项目用的是 5 公斤重的廉价卫星来进行量子实验。去年这个团队发射了一个立方体卫星，并在轨道上创造并测量到了成对的「关联的」光子；该团队希望明年能发射一个能产生完全纠缠的光子对的设备。

加拿大研究小组提出在地面上生成一对纠缠光子，然后将它们中某些发送到一个不到 30 公斤重的微型卫星上。这会比在太空中生成光子要便宜得多，加拿大量子加密和科学卫星团队成员、滑铁卢大学物理学家 Brendon Higgins 说，但将光子发射到移动的卫星上会是一个挑战。该团队计划先使用一个航天飞机上的光子接收器来测试这个系统。

意大利帕多瓦大学领导团队去年展示了：从一个现有的卫星上反弹到地球的光子可以保持它们的量子状态，而且接收时仅带有错误率极低的量子密码。研究人员还提出在国际空间站（ISS）内进行量子实验，该实验可同时纠缠两个不同性质的光子的状态，以使传输更可靠更有效。

（本文参考自多个网络信息来源，由e科网整理编辑）

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