潘建伟揭秘：墨子号量子卫星新突破！
潘建伟揭秘：墨子号量子卫星新突破！
2024年10月，中国科学院院士潘建伟在一次新闻发布会上透露，中国正在积极推进“量子星座”计划，目标是构建一个由中高轨量子卫星和低轨微纳卫星组成的全球量子通信网络。这一消息标志着中国在量子通信领域再次领跑全球。
“墨子号”的新突破：从单星到星座
2016年8月16日，世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在酒泉卫星发射中心发射升空，这是人类首次将量子通信实验搬到太空。经过7年的运行，“墨子号”已经完成了多项重大科学实验任务，包括千公里级星地双向量子纠缠分发、空间尺度下严格满足“爱因斯坦定域性条件”的量子力学非定域性检验、从卫星到地面的千公里级量子密钥分发和地面到卫星的千公里量子隐形传态。
在这些成就的基础上，中国科学家正在谋划更大的布局。潘建伟表示，中国有望在量子中继和量子星座两方面取得关键技术突破。在量子中继方面，中国团队正在研究可支持上千公里量子通信的量子中继技术，有望在未来5-6年内实现远距离的城际光纤量子传输。这能够实现量子网络的大规模覆盖，大幅扩展量子通信的应用范围。
在“量子星座”方面，我国已于2022年7月成功发射第一颗低轨量子微纳卫星，计划在2025年再发射两到三颗低轨道卫星。中高轨量子科学实验卫星正在研制中，有望在2026年底具备发射条件。未来，由中高轨量子卫星和实用化的低轨微纳卫星组成的“量子星座”，将与地面上的光纤量子网络连接，构建全球化广域量子通信网络。
从“追赶者”到“领跑者”
“墨子号”的成功，不仅是中国在量子通信领域的重大突破，更是在全球科技竞争中的一次重要超越。潘建伟表示：“在量子信息科技领域，我国和美国等世界强国站在了同一起跑线上，它是国际科技竞争中我国最有条件、最有基础、最有可能拔得头筹和抢得先机的重要科技领域。”
目前，中国在量子通信领域已经占据国际引领地位。截至2023年，我国已实现光纤点对点量子保密通信最远安全距离突破1000公里；利用可信中继手段，我国先后建立了远距离光纤量子保密通信骨干网“京沪干线”、国家广域量子保密通信骨干网。2016年8月，世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”成功发射，在国际上率先实现千公里级星地量子通信。“墨子号”结合“京沪干线”，构建了全球首个天地一体广域量子通信网络的雏形。
量子信息科技的未来展望
在量子计算方面，中国同样处于国际第一方阵。中国科学技术大学研究团队先后构建了76个光子的“九章”、113个光子的“九章二号”和255个光子的“九章三号”量子计算原型机。其中，“九章三号”处理速度比超级计算机快亿亿倍。正在测试中的“九章四号”已超过2000个光子，计算能力将更强。
在量子精密测量方面，中国科学技术大学研究团队研制出70亿年误差不超过一秒的光钟，使我国成为继美国之后第二个达到该综合指标的国家。
展望未来，潘建伟表示，中国将在量子通信、量子计算和量子精密测量三个方向持续发力。在量子通信方面，量子中继连接的城际量子通信网络，经过10年左右的发展可走向实际应用；基于卫星平台的远距离量子通信，将通过多颗微纳量子卫星构成的“量子星座”以及具有更长过境时间的中高轨道卫星，实现高效率的量子卫星网络，从而构建完整的天地一体广域量子通信网络体系。
在量子计算方面，中国的目标是在未来3-5年实现数百至上千个量子比特的相干操纵，解决若干超级计算机无法胜任的具有重大实用价值的问题；在未来10-15年，在量子纠错基础上相干操纵上百万量子比特，研制具备基本功能的容错通用量子计算机。
在量子精密测量方面，中国的目标是在2027年前后研制出精度达到10-21的高精度光钟，这相当于10万亿年误差不超过1秒，它将为探测中低频段的引力波、搜寻暗物质等物理学基本原理的检验提供一种全新手段。
结语
从“追赶者”到“领跑者”，中国在量子信息科技领域的发展令人瞩目。潘建伟表示：“在国家的战略部署下，我们有信心、有决心、有能力保障我国在日趋激烈的量子信息科技国际竞争中保持和扩大领先优势，赢得战略主动。”随着“量子星座”计划的推进，中国有望在不久的将来构建起覆盖全球的量子通信网络，为人类科技发展做出更大贡献。