“墨子号”：中国量子通信的里程碑

“墨子号”：中国量子通信的里程碑

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中国科学院

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来源

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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成功发射，这标志着中国在量子通信领域迈出了具有里程碑意义的一步。作为全球首个实现卫星和地面之间量子通信的系统，“墨子号”不仅展示了中国在量子科技领域的领先地位，更为未来构建全球化量子通信网络奠定了基础。

“墨子号”量子科学实验卫星的成功发射，是中国在量子通信领域取得的重大突破。该卫星由中国科学院国家空间科学中心抓总负责，中国科学技术大学负责科学目标的提出和科学应用系统的研制。其主要任务是在国际上首次实现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、以及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。

“墨子号”量子通信卫星的实际应用主要集中在对信息安全要求极高的领域，如政府与国防、金融行业等。量子通信的安全性基于量子物理的基本原理：光量子作为光的最小粒子，在传输信息时具有不可分割和不可被精确复制两大特性。这意味着任何窃听行为都会被发送者察觉并规避，从而保证了信息的安全。

在政府与国防领域，“墨子号”可以为敏感信息的传输提供前所未有的安全保障。通过量子密钥分发技术，政府和军方可以实现绝对安全的通信，防止重要信息被截获或破解。这种技术在军事指挥、情报传递、外交通信等领域具有重要应用价值。

金融行业是另一个重要的应用领域。在金融交易中，数据安全至关重要。量子通信可以为金融机构提供安全的密钥分发服务，确保交易信息的机密性和完整性。此外，量子通信的高速特性还可以优化金融市场的交易效率，为高频交易提供更快的通信渠道。

“墨子号”的成功发射只是中国量子通信发展的一个开始。目前，中国正在研发“量子星座”计划，该计划将由中高轨量子卫星和实用化的低轨微纳卫星组成，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。

上海区域内已经建成国内首张运营商级的商用量子密钥分发网络，可支持不少于100万的用户容量。中国电信计划在2024年年底前在全国10~15个城市部署量子城域网，未来将与骨干网打通，并最终形成天地一体的量子通信网络。

“墨子号”的成功不仅推动了中国在量子通信领域的发展，也引发了全球对量子科技的关注。2017年，美国宇航局发布了关于未来空间量子物理发展的白皮书，欧洲航天局发布了空间量子技术白皮书。国际学术期刊《科学》曾发表社论，认为“墨子号”给美国政府敲响了警钟，最终促使美国在2018年通过《国家量子行动法案》。

“墨子号”量子科学实验卫星的成功发射和运行，不仅展示了中国在量子通信领域的技术实力，更为未来构建全球化量子通信网络奠定了基础。随着技术的不断发展和完善，量子通信有望在更多领域得到应用，为人类社会带来更加安全、高效的通信方式。