量子科學實驗衛星將發射量子通信有望“全球通”

　　2016年，天空中將會多出一顆耀眼的星，而它就是即將發射的“量子科學實驗衛星”。

　　“前面的攻關試驗都已經做完了。”中國科大微尺度物質科學國家實驗室研究員彭承志說，量子科學實驗衛星將如期發射。

　　這意味著，量子通信將具備覆蓋全球范圍的能力。“不過，量子科學實驗衛星是一顆低軌衛星，只能在晚上進行量子通信，空間覆蓋能力和應用都還比較有限。”彭承志說，為了提高量子通信的范圍和應用能力，他們可能還會考慮量子星座的研制。

　　邁出量子通信第一步

　　隨著網絡通信的飛速發展，賬號保護、傳送安全等成為人們日益關心的問題。作為以量子力學基本原理為基礎的全新通信技術，量子通信被視為可以解決人們的擔憂、無條件保障通信安全的最有效方式。

　　而如何讓這一方式更好地服務于廣大用戶，一直是學界研究的熱點。中科院院士、中國科學技術大學教授潘建偉帶領團隊，用辛苦和努力澆灌了一朵量子之花。

　　2012年2月17日，是讓團隊成員、中科院量子技術與應用研究中心副主任趙勇銘記在心的日子。當天，歷時18個月建設的“合肥城域量子通信試驗示范網”終于完成了。

　　這是全球首個城域量子通信試驗示范網，有了這一安全保障，示范網用戶傳遞的信息內容就會變得不可竊聽、復制或破譯。

　　研制量子通信網絡終端設備，研制量子通信微光探測核心器件，研制量子通信網控設備等產品……前期的工作做足后，擁有一個產品和技術的試驗床，就顯得有點迫切。

　　“我們需要一個具有穩定性和安全性的更大的平臺來檢測通信，同時積累量子通信網絡的建設和運維經驗。”趙勇說。

　　合肥示范網應運而生，建成的示范網有46個節點，網絡覆蓋合肥市主城區，用戶涵蓋省市政府機關單位、金融機構、研究院所等。而直到現在，這些單位都是這一平臺上的創新參與者。

　　將通信安全距離擴展至更遠

　　如果說合肥示范網的建立是要建設一個技術試驗床，那么，今年3月份投入使用的濟南量子通信試驗網則是面向用戶日常應用的，希望更加貼合不同使用單位的要求。

　　目前，濟南量子網絡有90多家用戶單位，可以通過網絡內量子通信集控站和終端，實現安全的語音和視頻通信、安全的文件傳真以及安全的數據傳輸。

　　“我們的平臺可以承載上千用戶。”趙勇說，“網絡目前是免費提供給用戶使用的，試驗網的目的是通過用戶的使用來進行相關行業應用模式的探索。”

　　濟南網的順利運行，標志著量子通信城域網技術已經發展成熟。

　　“量子通信網絡需要在更大范圍里，通過更多的用戶體驗進一步驗證其穩定性，提高其可用性。”中國科大微尺度物質科學國家實驗室研究員陳宇翱表示，只有具備了穩定性，才會擁有更多的用戶。

　　記者了解到，建設中的量子通信“京滬干線”連接北京、濟南、合肥、上海，全長2025公里，提供4城市間網狀8Gbps加密應用數據傳輸業務。

　　“目前主要的使用對象還是銀行、證券公司等一些金融機構。”陳宇翱說，北京、上海城域量子通信網將分別于今年年底和明年夏天建成。

　　陳宇翱告訴記者，2025~2030年，覆蓋全國的量子通信網絡也有望建成，“我們希望能將安全距離擴展得更遠，并且通過京滬干線來探索一定的商業盈利模式，將量子通信產業化”。

　　拓展量子應用領域

　　在潘建偉等人看來，成功就是解決一個又一個問題。

　　量子科學實驗衛星的研發亦是如此。研制一顆衛星，需要考慮很多問題，包括如何提高精度，將量子信號從天上傳下來以及衛星發射以后的空間適應性問題。

　　盡管過程滿是艱難，所幸的是，這些問題都已得到很好的驗證。現在，團隊成員們在期待衛星發射的那一刻。

　　不過，對于團隊的研究人員來說，努力并沒有到此為止。目前量子通信完成的還是最簡單的點對點的信息傳遞，真正要組網的話，還需要一段時間。

　　彭承志還表示，日后建成的量子通信網絡，要致力于與既有經典網絡的融合，“比如說加密這一塊，我們要提高網絡的實用性，讓更多的外圍企業參與進來”。

　　此外，通過量子通信的發展來帶動量子測量和量子計算等技術的發展，也是這個團隊的期望，在他們看來，未來，“量子技術大有可為”。