截至目前,“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星的三大科學(xué)目標(biāo)皆已完成,,其中星地高速量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)采用衛(wèi)星發(fā)射量子信號(hào),,地面接收的方式,,“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星過(guò)境時(shí),與河北興隆地面光學(xué)站建立光鏈路,,通信距離從645公里到1200公里,。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,在1200公里通信距離上,,星地量子密鑰的傳輸效率比同等距離地面光纖信道高萬(wàn)億億倍,。
潘建偉表示,,這一重要成果為構(gòu)建覆蓋全球的量子保密通信網(wǎng)絡(luò)奠定了可靠的技術(shù)基礎(chǔ),。以星地量子密鑰分發(fā)為基礎(chǔ),將衛(wèi)星作為可信中繼,,可以實(shí)現(xiàn)地球上任意兩點(diǎn)的密鑰共享,,將量子密鑰分發(fā)范圍擴(kuò)展到覆蓋全球。
地星量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)是“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星的科學(xué)目標(biāo)之一,是利用量子糾纏特性可以將物質(zhì)的未知量子態(tài)精確傳送到遙遠(yuǎn)地點(diǎn),,而不用傳送物質(zhì)本身,,通過(guò)隱形傳輸實(shí)現(xiàn)信息傳遞,,遠(yuǎn)距離量子隱形傳態(tài)是實(shí)現(xiàn)分布式量子信息處理網(wǎng)絡(luò)的基本單元。
在一般人眼里,,“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星開(kāi)展的地星量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)頗有些神秘的感覺(jué),,因?yàn)樗芟褡儜蚍ㄒ粯訉⑽矬w從甲地“移動(dòng)”到乙地。
如果一個(gè)人要在很短的時(shí)間里從北京到達(dá)上海,,如果不坐飛機(jī)、高鐵等交通工具,,還能有什么辦法呢,,潘建偉認(rèn)為,未來(lái)有可能制造出一個(gè)像哆啦A夢(mèng)的“任意門”那樣的神奇物質(zhì),。
“墨子號(hào)”衛(wèi)星進(jìn)行的量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn),,則是采用地面發(fā)射糾纏光子,、天上接收的方式,“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星過(guò)境時(shí),,與海拔5100米的西藏阿里地面站建立光鏈路,。地面光源每秒產(chǎn)生8000個(gè)量子隱形傳態(tài)事例,地面向衛(wèi)星發(fā)射糾纏光子,,實(shí)驗(yàn)通信距離從500公里到1400公里,,所有6個(gè)待傳送態(tài)均以大于99.7%的置信度超越經(jīng)典極限,。
如果不采用量子通信的方式,假設(shè)在同樣長(zhǎng)度的光纖中重復(fù)這一工作,,需要3800億年——也就是宇宙年齡的20倍,,才能觀測(cè)到一個(gè)事例,。
《自然》雜志審稿人稱:“這些結(jié)果代表了遠(yuǎn)距離量子通信持續(xù)探索中的重大突破”, “這個(gè)目標(biāo)非常新穎并極具挑戰(zhàn)性,,它代表了量子通信方案現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)中的重大進(jìn)步”,。業(yè)內(nèi)人士評(píng)價(jià),,這一重要成果為未來(lái)開(kāi)展空間尺度量子通信網(wǎng)絡(luò)研究,以及空間量子物理學(xué)和量子引力實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)等研究奠定了可靠的技術(shù)基礎(chǔ),。
有人擔(dān)心雖然量子密碼有不可破譯性,,但隨著量子計(jì)算機(jī)的成功發(fā)明,量子密鑰有可能會(huì)失效,。對(duì)此潘建偉表示,,量子計(jì)算機(jī)與量子密碼之間不是“矛”與“盾”的關(guān)系,即便量子計(jì)算機(jī)獲得成功也無(wú)法破譯量子密碼,。量子計(jì)算機(jī)理論上具有超快的并行計(jì)算和模擬能力,,能解決經(jīng)典計(jì)算機(jī)無(wú)法解決的大規(guī)模計(jì)算問(wèn)題。從密碼領(lǐng)域看,,所有以計(jì)算復(fù)雜性為基礎(chǔ)的密碼都可以被量子計(jì)算機(jī)破譯,。但量子通信的不可破譯性是基于量子的不可克隆原理,因此只要試圖竊取量子密鑰,,這個(gè)密鑰就已經(jīng)發(fā)生改變了,,因此量子計(jì)算機(jī)無(wú)法破譯量子密碼。