世界首颗量子通讯卫星在中国酒泉成功发射

2018-03-06
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文章简介:2016年8月16日1时40分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星(简称“量子卫星”)发射升空.此次发射任务的圆满成功,标志着我国空间科学研究又迈出重要一步.量子卫星是中国科学院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一,其主要科学目标是借助卫星平台,进行星地高速量子密钥分发实验,并在此基础上进行广域量子密钥网络实验,以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破:在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验,开展空间尺度量子力学完备性检验的实验研究.新华社记者 金立旺

2016年8月16日1时40分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星(简称“量子卫星”)发射升空。此次发射任务的圆满成功,标志着我国空间科学研究又迈出重要一步。

量子卫星是中国科学院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一,其主要科学目标是借助卫星平台,进行星地高速量子密钥分发实验,并在此基础上进行广域量子密钥网络实验,以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破;在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验,开展空间尺度量子力学完备性检验的实验研究。新华社记者 金立旺摄

量子信号从地面上发射并穿透大气层——卫星接收到量子信号并按需要将其转发到另一特定卫星——量子信号从该特定卫星上再次穿透大气层到达地球某个角落的指定接收地点。

2016年8月,中国科学家将发射世界首颗“量子卫星”,这有朝一日或许有助于建立一个极其安全的全球通信网络。全球首颗量子科学实验卫星被正式命名为“墨子号”。

由于量子信号的携带者光子在外层空间传播时几乎没有损耗,如果能够在技术上实现纠缠光子再穿透整个大气层后仍然存活并保持其纠缠特性,人们就可以在卫星的帮助下实现全球化的量子通信。

量子通信(Quantum Communication)是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式。量子通讯是近二十年发展起来的新型交叉学科,是量子论和信息论相结合的新的研究领域。

量子通讯主要涉及:量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等,这门学科已逐步从理论走向实验,并向实用化发展。高效安全的信息传输日益受到人们的关注。基于量子力学的基本原理,量子通讯具有高效率和绝对安全等特点,并因此成为国际上量子物理和信息科学的研究热点。

资本市场看好的“富矿”早有上市公司参与掘金,据相关研报介绍,涉足量子通信领域的上市公司有超过十家,其中包括科华恒盛(002335)、三力士、浙江东方(600120)、凯乐科技(600260)、神州信息(000555)等。

根据浙江东方2016年7月5日披露的信息,神州量子目前仍在量子通讯应用设备的开发和研究阶段,尚未实现产业化生产,尚无盈利。而科大国盾已进行生产和销售,2015年实现净利润超过5000万元。

据科大国盾官网介绍,该公司2009年5月创立,发源于中国科技大学,是中国最大的量子通信设备制造商和量子信息系统服务提供商。经查询工商信息,科大国盾的第一大股东为潘建伟,即量子通信研究小组的带头人,持股比例18.18%,中科大资产经营有限责任公司持股18%。

与科大国盾合作的还有科华恒盛,在2016年4月5日的公告中,科华恒盛公开了与科大国盾的合作,并称在北京、上海、广东等地投资建设数据中心。不过,科华恒盛相关人员向记者表示,目前科华恒盛的量子通信业务占比不多,但公司看好这一领域的发展趋势。

量子(quantum)是现代物理的重要概念。最早是M·普朗克在1900年提出的。他假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的,只能取能量基本单位的整数倍。后来的研究表明,不但能量表现出这种不连续的分离化性质,其他物理量诸如角动量、自旋、电荷等也都表现出这种不连续的量子化现象。这同以牛顿力学为代表的经典物理有根本的区别。量子化现象主要表现在微观物理世界。描写微观物理世界的物理理论是量子力学。

一个物理量如果有最小的单元而不可连续的分割,就说这个物理量是量子化的,并把最小的单元称为量子。

其基本概念是所有的有形性质也许是“可量子化的”。“量子化”指其物理量的数值会是一些特定的数值,而不是任意值。例如,在(休息状态)的原子中,电子的能量是可量子化的,这能决定原子的稳定和一般问题。

海洋量子号属于皇家加勒比游轮。Quantum系列游轮是全球游轮史上的又一次重大飞跃,更多“海上初体验”的娱乐革新被引入其中,例如跳伞体验将让游客在300英尺的高度体验惊险刺激的空中之旅;海上最大的室内运动及娱乐综合性场馆则配备了碰碰车和旱冰场等设施;还有迄今为止最大且最先进的游轮客房,这该系列旗下的Quantum of the Seas每个客房都可观景。

无论是待在套房还是内舱房,你都会发现更多的空间,智能的客房设计让你的居住更为舒坦。例如,巧妙灵活的衣帽间的布局,能放置更多的衣物和行李,家庭连接房为你提供三套不同的客房选择供亲朋好友畅享天伦之乐。还有,在海洋量子号上所有的内舱房为你提供全新的内部视野 —— 虚拟阳台,自上而下的落地屏幕为你呈现大海或目的地的实景。

近年来,以潘建伟团队为代表的中国科学家在量子通信领域取得了举世瞩目的重要科研成果。潘建伟介绍说,在量子通信技术的研发过程中,单个光量子的制备和探测是主要的两个技术难题。

首先,制备单个光量子的技术难题。潘建伟举了一个非常形象化的例子来解释这一关键技术的难度:一个普通的十五瓦左右的灯泡每秒钟辐射出的光量子个数可以达到百亿亿个,想要实现单个

另一个难题是单光子的探测。单个光子已经是光能量的最小单元,能量是非常微弱的,需要发展出非常精密和高效的单光子探测技术。具备了单个光量子的制备和探测的能力后,我们就可以用来实现安全的量子通信了。

潘建伟1970年3月浙江省东阳市人,物理学家。1992年毕业于中国科学技术大学近代物理系,1995年获该校理论物理硕士学位,1999年获奥地利维也纳大学实验物理博士学位,2005年加入九三学社,2008年入选中组部首批“千人计划”,2011年当选为中国科学院院士。  

潘建伟长期从事量子光学、量子信息和量子力学基础问题检验等方面的研究,对量子通信等研究有创新性贡献,是该领域的国际著名学者,潘建伟有关实现量子隐形传态的研究成果入选美国《科学》杂志“年度十大科技进展”,并同伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论等影响世界的重大研究成果一起被《自然》杂志选为“百年物理学21篇经典论文”。

其研究成果曾6次入选两院院士评选的“中国年度十大科技进展新闻”、5次入选欧洲物理学会评选的“年度物理学重大进展”、4次入选美国物理学会评选的“年度物理学重大事件”。