中国建造世界上第一个卫星量子通信网络

三十二年前，量子通信在人类历史上第一次在实验室诞生，传输32 cm。今天，中国人已经将这个距离扩大了1400多万倍，实现了从地面到空间的多用户通信。中国科学技术大学7日宣布，中国科研团队已成功分发跨越4600公里的星地量子密钥，标志着中国已建成天地一体的广域量子通信网络原型。这一成果已在英国杂志《自然》上发表。

量子通信是量子科学技术的三大方向之一。经过20多年的努力，中国在这一领域实现了从跟随到领先的巨大转变。2016年，中国成功发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子”；2017年，世界第一条量子保密通信干线“京沪干线”建成。

“墨子”与“京沪干线”牵手，中国科学技术大学潘建伟、陈郁敖、彭承志与上海技术物理研究所王建宇课题组、中国科学院、济南量子技术研究所、中国有线电视网络有限公司合作，共建全球首个星地量子通信网络。经过两年多的稳定性和安全性测试，实现了跨越4600公里的多用户量子密钥分发。

“要实现广域量子通信，存在光子损耗、退相干等一系列技术问题。比如光纤中传输的光子每15公里就会损失一半，200公里后只有万分之一。”潘建伟说，科研团队开发了一批光学系统的先进技术，解决了这些问题。

据《自然》杂志审稿人潘建伟评论称，它是地球上最大、最先进的量子密钥分发网络，是量子通信的“伟大工程成就”。

据了解，整个网络覆盖全国四省三市32个节点，包括北京、济南、合肥、上海四个量子城域网。它通过两个卫星地面站与墨子相连，总距离为4600公里。目前已接入金融、电力、政务行业150多个用户。

基于“不可分”、“不可克隆”等量子特性，量子通信被称为“原则上无条件安全”，在许多领域都有应用前景。星地量子通信网络的建立，为未来实现覆盖全球的“量子网络”奠定了科技基础，也为相对论、引力波等科学研究提供了前所未有的“天地实验室”。