在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星在與運(yùn)載火箭適配器對(duì)接（2016年8月3日攝）。新華社發(fā)

　　寫(xiě)在前面

　　這是一場(chǎng)人與自然的角力。

　　自上世紀(jì)末以來(lái)，人類(lèi)對(duì)自然界的能量最小單位——量子的認(rèn)知，開(kāi)始突破瓶頸達(dá)到新的高度，催生了量子信息科學(xué)。量子信息研究以量子通信等領(lǐng)域?yàn)榍腥肟?，逐漸迎來(lái)了“全速發(fā)展期”。

　　而在此當(dāng)中，很多個(gè)“世界首次”，均來(lái)自于“中國(guó)隊(duì)”。從首次成功實(shí)現(xiàn)量子態(tài)隱形傳送以及糾纏態(tài)交換，首次實(shí)現(xiàn)安全通信距離超過(guò)100公里的光纖量子密鑰分發(fā)，到建成國(guó)際上首個(gè)規(guī)?；孔油ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)，中國(guó)科學(xué)家逐步躋身于國(guó)際一流的量子信息研究行列，量子通信的產(chǎn)業(yè)化也在中國(guó)科學(xué)家的全力推動(dòng)下得到快速發(fā)展。

　　隨著量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”的順利升空，中國(guó)成為全球第一個(gè)在衛(wèi)星和地面之間進(jìn)行量子通信實(shí)驗(yàn)的國(guó)家。這場(chǎng)長(zhǎng)跑競(jìng)賽，不僅是各國(guó)科學(xué)家之間的創(chuàng)新之爭(zhēng)，更是人類(lèi)有限的認(rèn)知與無(wú)盡的自然奧秘之間的角力。

　　把量子實(shí)驗(yàn)“搬”上太空

　　問(wèn)：當(dāng)大多數(shù)人滿(mǎn)足于在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上研究量子信息時(shí)，您已經(jīng)開(kāi)始思考如何能夠在太空中實(shí)現(xiàn)信息的隱形傳送。為什么一定要把量子實(shí)驗(yàn)“搬”上太空？

　　答：突破經(jīng)典信息技術(shù)的瓶頸，對(duì)于保護(hù)國(guó)家和公民的信息安全至關(guān)重要，對(duì)發(fā)展下一代信息產(chǎn)業(yè)也有著深遠(yuǎn)影響。量子通信是迄今唯一被嚴(yán)格證明為無(wú)條件安全的通信方式。量子不可分割、不可克隆，所以能保證加密內(nèi)容不被破譯。它可以從根本上保障信息安全、保護(hù)全人類(lèi)的隱私。

　　不同于經(jīng)典通信，量子保密通信的安全性是建立在量子物理基本原理的基礎(chǔ)上，從原理上講是無(wú)條件安全的。然而，由于光纖的固有損耗，在光纖中實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離量子通信面臨著巨大的挑戰(zhàn)。在1000公里光纖中進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)量子通信，每300年也只能傳輸一個(gè)比特。因此，要實(shí)現(xiàn)覆蓋全球的廣域量子保密通信，還需要借助衛(wèi)星中轉(zhuǎn)。另一方面，衛(wèi)星也為大尺度的量子物理基本問(wèn)題實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)提供了天然的平臺(tái)。