“墨子号”再获新突破：实现无中继千公里量子保密通信

　　中新网北京6月15日电 (记者 孙自法)继实现尝试室内500公里点对点光纤量子密钥安详分发、依托可信中继站点建成约2000公里光纤量子保密通信主干网“京沪干线”、以量子卫星作为可信中继实现约7600公里洲际量子保密通信之后，中国科学技能大学潘建伟院士团队再次得到新的科研打破——操作全球首颗量子科学尝试卫星“墨子号”实现基于胶葛的无中继千公里级量子保密通信。

　　潘建伟院士及同事彭承志、印娟传授等构成的研究团队，连系英国牛津大学阿图·埃卡特(Artur Ekert)和中国科学院上海技能物理研究所王建宇院士团队、微小卫星创新研究院、光电技能研究所等相关团队，操作“墨子号”量子卫星在国际上首次实现千公里级基于胶葛的量子密钥分发。这一尝试成就不只将以往地面无中继量子保密通信的空间间隔提高一个数量级，并确保纵然在卫星被进攻、遭节制的极度环境下依然能实现安详的量子保密通信。

中国科学技能大学潘建伟院士通过视频连线，向媒体先容最新量子通信的科研打破成就。　孙自法 摄

　　这一现实条件下实现安详、远间隔量子保密通信的量子通信应用规模重大打破成就论文，于北京时间15日深夜在国际权威学术期刊《自然》在线颁发。审稿人传颂该研究事情是“朝向构建全球化量子密钥分发网络甚至量子互联网的重要一步”，认为“不依赖可信中继的长间隔胶葛量子密钥分发协议的尝试实现是一个里程碑”，也正如量子暗码提出者之一吉列斯·布拉萨德(Gilles Brassard)所言“这将最终实现所有暗码学者千年来的空想”。

　　论文颁发前夕，中科院科学流传局、施普林格·自然团体15日下午连系进行该成就视频连线先容会。潘建伟说，量子通信提供了一种道理上无条件安详的通信方法，但要从尝试室走向遍及应用，需要办理两大挑战，别离是现实条件下的安详性问题和远间隔传输问题。通过国际学术界30余年的尽力，今朝现场点对点光纤量子密钥分发的安详间隔到达百公里量级。在现有技能程度下，利用可信中继可以有效拓展量子通信的间隔，如世界首条量子保密通信京沪干线通过32其中继节点，意会全长约2000公里的城际光纤量子网络；而操作“墨子号”量子卫星作为中继，在自由空间信道进一步拓展到7600公里的洲际间隔。

　　潘建伟指出，尽量可信中继将传统通信方法中整条线路的安详风险限制在有限中继节点范畴，但中继节点的安详仍需获得工钱保障。实现远间隔安详量子通信的最佳办理方案是团结量子中继和基于胶葛的量子密钥分发，道理上，操作量子中继可实现远间隔的量子胶葛分发，但实用化的量子中继还需要较长时间，而操作卫星作为量子胶葛源，通过自由空间信道在遥远两地直接分发胶葛，为现有技能条件下实现基于胶葛的量子保密通信提供了可行的阶梯。

　　研究团队此次最新打破的科研成就，即基于“墨子号”量子卫星的前期尝试事情和技能积聚，通过对地面望远镜主光学和后光路举办进级，实现单边双倍、双边四倍访问效率的晋升。“墨子号”量子卫星过境时，同时与新疆乌鲁木齐南山站和青海德令哈站两个地面站成立光链路，以每秒2对的速度在地面高出1120公里的两个站之间成立量子胶葛，进而在有限码长下以每秒0.12比特的最终码速率发生密钥。尝试中，科研人员通过对地面吸收光路和单光子探测器等方面举办经心设计和防护，担保所生成密钥不依赖可信中继，并确保现实安详性。