滚蛋吧棱镜计划,今天,俺们中国的量子卫星上天了!

泰伯智库 | 2016-08-16 13:37:30

据泰伯智库称,今天凌晨成功发射的全球第一颗量子通信卫星,是中国为数不多的、能够明显领先于美国和欧洲的前沿科技领域,也是中国空间科学研究的重大进步。

今天凌晨1点40分,中国第一颗、也是全球第一颗量子通信卫星“墨子号”,在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功发射升空。

“(这颗卫星)将有可能使中国领跑于最具挑战性的前沿科技领域。在网络间谍横行霸道的时代,中国远远超过了其他全球竞争对手,获得了一个令人垂涎的财富:防黑客通信。”

在墨子号成功上天以后,美国《华尔街日报》迅速做出反应,其文章标题为《China’s Latest Leap Forward Isn’t Just Great—It’s Quantum》。

据泰伯智库称,今天凌晨成功发射的全球第一颗量子通信卫星,是中国为数不多的、能够明显领先于美国和欧洲的前沿科技领域,也是中国空间科学研究的重大进步。泰伯智库是中国领先的位置与空间领域商业研究机构。

量子密码如同写在肥皂泡上的信息,一碰就破

新华社在其通讯中写道:这将使我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。

“传统的信息安全都是依赖于复杂的算法,只要计算能力足够强大,再复杂的保密算法都能够被破解。量子通信能做到绝对安全,是由量子自身的特性所决定的,计算能力再强也破解不了,因此它是革命性的,可从根本上、永久性解决信息安全问题。”量子卫星首席科学家潘建伟院士说。

量子密码被认为是迄今为止,最为安全的编码方式,因为量子粒子编码信息在被检测到的瞬间,就会被毁掉。有国外专家打比方说,量子密码就如同一条写在肥皂泡上的信息,如果有人试图拦截并破解正在传输的信息,一触碰它,它就爆了。

中国极有可能会大获全胜

“在制造量子卫星的竞赛中,中国极有可能会大获全胜。”日内瓦大学教授和量子物理学家尼可拉斯·吉辛(Nicolas Gisin)在接受《华尔街日报》采访时说。“这再次说明中国有能力承诺雄心勃勃的大项目,并实现它们。”

按照美国媒体的说法,量子项目是中国在过去的20年中数十亿美元策略的最新组成部分,即在硬科学研究领域赶超西方国家。

在量子通信的国际赛跑中,中国属于后来者。经过多年的努力,中国已经跻身于国际一流的量子信息研究行列,在城域量子通信技术方面也走在了世界前列,建设完成合肥、济南等规模化量子通信城域网,“京沪干线”大尺度光纤量子通信骨干网也即将竣工。

然而,这只是开始。“在城市范围内,通过光纤构建城域量子通信网络是最佳方案。但要实现远距离甚至全球量子通信,仅依靠光纤量子通信技术是远远不够的。”潘建伟说。

他解释说,因为量子的信息携带者光子在光纤里传播一百公里之后大约只有千分之一的信号可以到达最后的接收站,所以光纤量子通信达到百公里量级就很难再突破。但光子穿透整个大气层后却可以保留80%左右,再利用卫星的中转,就可以实现地面上相距数千公里甚至覆盖全球的广域量子保密通信。

研究人员说,在美国,欧洲,日本和其他国家的科学家都抢着要在量子领域取得重大进展,但是他们很难获得像中国科学家所拥有的政府支持力度。量子技术在3月份发布的十三五规划中最重要的战略重点之一。

例如在美国,根据7月份美国发布的最新国会报告,美国对量子研究的总投入大约为每年约2亿美元,量子科学的发展能加强美国的国家安全,但是政府资助的不稳定,已经在阻碍研究进步。

量子通信将在10年左右时间辐射千家万户

一家总部在华盛顿的研究机构的研究员约翰·科斯特洛(John Costello)认为,驱使中国在该领域大规模投资的原因,很可能是害怕美国的网络能力。美国研究机构正在论证如何构建功能强大的量子计算机,以打破基于数学加密的在世界范围内广泛应用的安全通信。“中国政府已经意识到,他们特别容易受到电子间谍活动的影响。”科斯特洛说。

量子卫星在2011年12月立项,是中科院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一。其主要科学目标一是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;二是在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验,在空间尺度验证量子力学理论。

工程还建设了包括南山、德令哈、兴隆、丽江4个量子通信地面站和阿里量子隐形传态实验站在内的地面科学应用系统,与量子卫星共同构成天地一体化量子科学实验系统。

到2030年左右,中国力争率先建成全球化的广域量子保密通信网络。在此基础上,构建信息充分安全的“量子互联网”,形成完整的量子通信产业链和下一代国家主权信息安全生态系统。

量子卫星首席科学家潘建伟院士表示,我国自主研发的量子卫星突破了一系列关键技术,包括高精度跟瞄、星地偏振态保持与基矢校正、星载量子纠缠源等。量子卫星的成功发射和在轨运行,将有助于我国在量子通信技术实用化整体水平上保持和扩大国际领先地位,实现国家信息安全和信息技术水平跨越式提升,有望推动我国科学家在量子科学前沿领域取得重大突破,对于推动我国空间科学卫星系列可持续发展具有重大意义。

2001年,时年31岁的潘建伟从欧洲回国,在中科大组建了量子信息实验室。2003年,当大多数人仍致力于在实验室内部的原理性演示时,潘建伟和同事们已经萌生了“天地一体化”量子通信网的初步构想,“量子科学实验卫星”正是这个构想中的关键节点。

继量子卫星之后,潘建伟团队还计划开展空间站“量子调控与光传输研究”项目,研究星间量子通信技术等,同时进行量子密钥组网应用等研究,为下一步卫星组网奠定技术基础。

“随着中国科技的迅猛发展,我相信量子通信将在10年左右时间辐射千家万户。期盼在我有生之年,能亲眼目睹以量子计算为终端、以量子通信为安全保障的量子互联网的诞生。”潘建伟说,“我相信中国科学家们做得到。”

 

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