兩道光束，從中國(guó)“墨子號(hào)”衛(wèi)星向地球發(fā)出。6月16日，我國(guó)科學(xué)家利用“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星率先實(shí)現(xiàn)了千公里級(jí)的星地雙向量子糾纏分發(fā)，再次震動(dòng)了全球。

　　因這一史詩(shī)級(jí)實(shí)驗(yàn)成果，“墨子號(hào)”登上了《科學(xué)》雜志封面。這到底是什么神奇的成果，引發(fā)全球關(guān)注？

　　利用量子糾纏實(shí)現(xiàn)通信

　　量子是物理世界里最小的、不可再分割的能量單位。量子糾纏是量子的兩個(gè)奇妙特性之一。

　　此次實(shí)驗(yàn)的領(lǐng)導(dǎo)者、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉說：

　　“它是兩個(gè)(或多個(gè))粒子共同組成的量子狀態(tài)，兩個(gè)糾纏在一起的量子就好比是一對(duì)有心電感應(yīng)的雙胞胎，不管兩人距離多遠(yuǎn)，千公里量級(jí)或者更遠(yuǎn)，只要當(dāng)其中一個(gè)人的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，另一個(gè)人的狀態(tài)也會(huì)跟著發(fā)生一樣的變化。”

　　科學(xué)家希望，利用量子糾纏這一特性實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。

　　在此之前，中國(guó)科學(xué)家已經(jīng)可以在地面實(shí)現(xiàn)百公里級(jí)別的量子通信，而此次中國(guó)“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星將量子糾纏分發(fā)的世界紀(jì)錄提高了一個(gè)數(shù)量級(jí)至千公里級(jí)別。

　　此次實(shí)驗(yàn)是如何進(jìn)行的？

　　“‘墨子號(hào)’過境時(shí)，同時(shí)與青海德令哈站和云南麗江高美古站兩個(gè)地面站建立光鏈路。”

　　中科院上海技術(shù)物理研究所研究員、量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星工程常務(wù)副總師、衛(wèi)星系統(tǒng)總指揮王建宇說，衛(wèi)星上的糾纏源載荷每秒產(chǎn)生800萬個(gè)糾纏光子對(duì)，建立光鏈路可以以每秒1對(duì)的速度在地面超過1200公里的兩個(gè)站之間建立量子糾纏，該量子糾纏的傳輸衰減僅僅是同樣長(zhǎng)度最低損耗地面光纖的一萬億分之一。

　　從百公里級(jí)到千公里級(jí)，中國(guó)量子衛(wèi)星的成就，讓量子通信向?qū)嵱没~進(jìn)了一大步，并從技術(shù)上驗(yàn)證了構(gòu)建全球量子通信網(wǎng)絡(luò)的可行性。未來，利用衛(wèi)星的中轉(zhuǎn)，甚至可以實(shí)現(xiàn)地面上相距數(shù)千公里甚至覆蓋全球的廣域量子保密通信。

　　《科學(xué)》雜志的審稿人稱贊該成果是“兼具潛在實(shí)際現(xiàn)實(shí)應(yīng)用和基礎(chǔ)科學(xué)研究重要性的重大技術(shù)突破”。

　　潘建偉表示，運(yùn)用所發(fā)展的量子糾纏分發(fā)技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)正在開展實(shí)驗(yàn)創(chuàng)建密鑰，以實(shí)現(xiàn)天地間的信息傳輸。目前量子通信的一個(gè)主要的挑戰(zhàn)是，如何在白天有大量光量子的情況下分辨并接收到量子衛(wèi)星的信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)量子通信。

　　潘建偉還稱，“墨子號(hào)”衛(wèi)星的其他重要科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，包括高速星地量子密鑰分發(fā)、地星量子隱形傳態(tài)等，也在緊張順利地進(jìn)行中，預(yù)計(jì)今年會(huì)有更多科學(xué)成果陸續(xù)發(fā)布。

　　量子通信主題投資標(biāo)的

　　除了“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星之外，今年3月，全球首條量子通信商用滬杭干線正式全線接通，將實(shí)現(xiàn)滬杭兩地間的量子安全級(jí)別語(yǔ)音電話、視頻電話、文件傳輸業(yè)務(wù)。

　　此外，量子計(jì)算機(jī)技術(shù)也在快速發(fā)展之中。2017年5月3日上午，中科院在上海舉行新聞發(fā)布會(huì)，宣布中國(guó)科技大學(xué)潘建偉教授等，聯(lián)合浙江大學(xué)王浩華研究組，利用高品質(zhì)量子點(diǎn)單光源，構(gòu)建了世界首臺(tái)超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的單光子量子模擬機(jī)，為最終的量子計(jì)算奠定了基礎(chǔ)。

　　量子計(jì)算的出現(xiàn)，除了能大幅提升計(jì)算能力，也是對(duì)量子通信應(yīng)用的極大刺激。因?yàn)橐坏┝孔佑?jì)算真正成熟，現(xiàn)有的通信加密手段將變得“不堪一擊”，必須改用量子通信。

　　 國(guó)金證券認(rèn)為，量子通信加速商用將帶來資本市場(chǎng)的主題性機(jī)會(huì)，硬件網(wǎng)絡(luò)建設(shè)早周期受益，建議關(guān)注中興通訊、亨通光電、浙江東方、新海宜、科華恒盛、凱樂科技等。

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