中国科学家提出构建“量子通信全球组网”

中新社北京8月10日电(记者 张素) 仅用1年时间完成既定2年的科学目标，中国“墨子号”量子科学实验卫星取得的成绩让科学家们备受鼓舞。他们提出新目标：构建量子通信全球组网。

量子是构成物质的最基本单元，具有不可克隆和不可分割的特性。换句话说，若以量子作为载体来传递密钥，窃听必然会被发现。2003年，中国科学技术大学教授潘建伟团队提出利用卫星实现星地间量子通信、构建覆盖全球量子保密通信网的方案。

2016年8月16日成功发射的“墨子号”是这项计划的“第一步”。卫星已相继完成星地高速量子密钥分发、量子纠缠分发和地星量子隐形传态实验三大科学目标，成为量子通信通向实用化的“关键一步”。

潘建伟说，“墨子号”的星地高速量子密钥分发实验是由卫星发射量子信号，再由地面接收。实验结果表明，在1200千米的通信距离上，卫星平均每秒发送4000万个信号光子，一次实验可生成300千比特(kbit)的密钥。这项成果为构建覆盖全球的量子保密通信网络奠定了技术基础。

“墨子号”的地星量子隐形传态实验则是由地面发射纠缠光子，再由卫星接收。这项成果为未来开展空间尺度量子通信网络研究等奠定了技术基础。

中国科学院上海技术物理研究所研究员王建宇说，实现量子通信全球组网所需的卫星个数取决于用户需求和卫星轨道，“如果是在地球同步轨道，理论上有3颗卫星就能覆盖全球”。他认为从实用角度来说必须要构建由高、中、低轨道卫星组成的量子星座，卫星发送密钥的时间也将从当前“墨子号”每次过境开展实验的10分钟延长到数个小时。

“如果国家支持发射多颗量子通信卫星，那么有希望到2030年左右，建成全球化的广域量子通信网络。”潘建伟说。

面向全球，中国科学家正在基于“墨子号”与国际同行开展合作。潘建伟说，下一步将与欧洲量子通信团队联合进行洲际量子密钥分发，德国、意大利等国的地面站也正在为与“墨子号”对接做准备。