研究團(tuán)隊(duì)成員王建宇教授細(xì)數(shù)了“墨子號(hào)”衛(wèi)星的種種難關(guān)：“舉個(gè)例子，要從1000公里的高度把一個(gè)個(gè)光子發(fā)射到地面站，這就好比在萬米高空高速飛行的飛機(jī)上，同時(shí)向地面兩個(gè)旋轉(zhuǎn)的投幣口細(xì)長(zhǎng)的儲(chǔ)蓄罐扔進(jìn)一個(gè)個(gè)硬幣。儲(chǔ)蓄罐的投幣口是細(xì)長(zhǎng)的，相當(dāng)于光的偏振，它是有方向的，硬幣要把方向?qū)貌拍苋舆M(jìn)去，而且不是扔一個(gè)，要兩邊同時(shí)都扔準(zhǔn)才行?！?/p>

王建宇說，他們做過一個(gè)計(jì)算，一根火柴劃一下大概有1017個(gè)光子，而衛(wèi)星地面站的探測(cè)能力，相當(dāng)于在地球上的人不用任何儀器，要發(fā)現(xiàn)在月亮上有人劃了一根火柴?！按送?，還要在每秒一億個(gè)光子里面，搞明白我們探測(cè)到的是第幾個(gè)光子，這些光子都是排好隊(duì)的，抓一個(gè)就要知道它是第幾個(gè)，這樣才能用來做密鑰。而這對(duì)于量子通信的諸多難題而言，只是非常簡(jiǎn)單的一個(gè)小細(xì)節(jié)?！蓖踅ㄓ钫f。

搶占量子科技創(chuàng)新制高點(diǎn)

“量子通信”是利用量子比特作為信息載體來傳輸信息的通信技術(shù)，可在確保信息安全、增大信息傳輸容量等方面突破經(jīng)典信息技術(shù)的極限。量子通信有兩種最典型的應(yīng)用，一種是量子密鑰分發(fā)，另一種是量子隱形傳態(tài)。量子密鑰分發(fā)克服了經(jīng)典加密技術(shù)內(nèi)在的安全隱患，是迄今為止唯一被嚴(yán)格證明原理上無條件安全的通信方式，可以從根本上解決國防、金融、政務(wù)、商業(yè)等領(lǐng)域的信息安全傳輸問題。

▲資料圖片：2017年6月15日，在烏魯木齊南山觀測(cè)站，“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星過境，科研人員在做實(shí)驗(yàn)（合成照片）。新華社記者 金立旺 攝

這聽上去“玄而又玄”的“黑科技”正影響改變著我們的現(xiàn)在和未來——我國科學(xué)家自主研制的量子通信裝備，已經(jīng)為60周年國慶閱兵、黨的“十八大”“十九大”、紀(jì)念抗戰(zhàn)勝利70周年閱兵等國家重要政治活動(dòng)提供了信息安全保障。中國銀監(jiān)會(huì)銀行業(yè)監(jiān)管信息報(bào)送、中國人民銀行人民幣跨境收付信息管理系統(tǒng)、中國工商銀行網(wǎng)上銀行數(shù)據(jù)異地災(zāi)備系統(tǒng)、阿里巴巴商業(yè)數(shù)據(jù)加密傳輸?shù)鹊?，用的都是量子保密通信技術(shù)。

▲資料圖片：地星量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)，2017年4月拍攝于西藏阿里。（中科院供圖）

2018年1月21日，“2017科技盛典”頒獎(jiǎng)典禮在央視演播大廳隆重舉行。潘建偉領(lǐng)銜的“天地一體化廣域量子通信技術(shù)研究團(tuán)隊(duì)”入選年度科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。中國科學(xué)院院長(zhǎng)白春禮為該團(tuán)隊(duì)頒獎(jiǎng)。

經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)10余年的協(xié)同攻關(guān)，該研究團(tuán)隊(duì)取得了天地一體化廣域量子通信技術(shù)的重大突破。他們自主研制了世界上首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”，在國際上率先實(shí)現(xiàn)千公里級(jí)的星地量子通信，圓滿實(shí)現(xiàn)全部既定科學(xué)目標(biāo)；國家量子保密通信“京滬干線”通過總技術(shù)驗(yàn)收，使得我國的量子通信研究水平全面處于國際領(lǐng)先地位。結(jié)合“京滬干線”與“墨子號(hào)”的天地鏈路，中國和奧地利之間在國際上首次成功實(shí)現(xiàn)了距離達(dá)7600公里的洲際量子密鑰分發(fā)，標(biāo)志著天地一體化廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)雛形已經(jīng)形成。

正如白春禮所言，“墨子號(hào)”開啟了全球化量子通信、空間量子物理學(xué)和量子引力實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的大門，為中國在國際上搶占了量子科技創(chuàng)新制高點(diǎn)，成為國際同行的標(biāo)桿，實(shí)現(xiàn)了“領(lǐng)跑者”的轉(zhuǎn)變。