全球首顆量子科學實驗衛星已完成載荷、平臺產品研制，正在開展發射星集成測試等工作；量子通信“京滬干線”項目已完成１５５４公里主干線光纜勘查和改造，將進行二期現場實施建設……記者從中國科學技術大學獲悉，該校牽頭承擔的我國兩大量子通信項目進展順利，將于今年建設完成。
量子信息被認為是全球下一代通信和計算機技術的基礎性研究，而量子通信是“目前理論上唯一被證明無條件安全的通信方式”。為了２０３０年建成全球化的量子通信網絡，我國于２０１１年啟動建設全球首顆量子科學實驗衛星，２０１３年啟動建設千公里光纖量子通信骨干網工程“京滬干線”項目。
“如果這兩件事都做成了，意味著一個雛形的天地一體化的量子通信網絡形成了，驗證了技術上的可行性。”項目首席科學家、中國科技大學常務副校長潘建偉說。
據了解，量子保密通信技術基于量子力學原理，能確保兩地之間密鑰分配的絕對安全性，從而保證通信的絕對安全，在國家安全、金融等信息安全領域有著重大的應用價值和前景。
“京滬干線”項目工程總師、中科大教授陳宇翱介紹，“京滬干線”是連接北京、上海的高可信、可擴展、軍民融合的廣域光纖量子通信網絡，中間還有合肥、濟南等重要節點。其中２０１２年建成的合肥城域量子通信網，４年來運行良好，通信正確率達到９９．６％，超過了目前的移動通信水平。
而量子科學實驗衛星將在國際上首次實現高速星地量子通信，并連接地面的城域量子通信網絡，初步構建中國的廣域量子通信體系，為２０３０年建成全球化的量子通信衛星網絡奠定基礎。
據了解，我國能在全球量子通信研究和工程建設領域占得先機，是一大批科研工作者長期努力、勇于創新的結果。
在量子物理學誕生的１００多年里，全球對它的研究長盛不衰。量子是指微觀世界里不可分割的基本個體，比如日常生活中的光，就是由大量光量子組成的。量子有著諸如未知量子態不可復制、量子非定域性等不同于宏觀物理世界的奇妙特性，若能掌握這些特性，則有望實現對信息處理能力革命性的突破。
例如量子具有疊加性，如果能制造出１００個粒子相干操縱的量子計算機，在某些問題方面的處理能力將會比目前最快的超級計算機“天河二號”還快百億億倍。
在《西游記》里，孫悟空一個“筋斗云”就能越過十萬八千里，幾百年后科學家，在微觀粒子層面上的實驗驗證了“筋斗云”這種超能力的可實現性。利用量子糾纏發展出的量子隱形傳態，可以將物質的未知量子態精確傳送到遙遠地點，就像孫悟空的“筋斗云”一樣，可以實現從Ａ地到Ｂ地的瞬間傳輸。
潘建偉團隊的實驗就證明了這種可能性：２００４年，利用五光子糾纏，團隊首次實現了終端開放的、多接收用戶的量子隱形傳態；２００６年，利用六光子糾纏，團隊首次實現了兩粒子復合系統的量子隱形傳態；２０１５年更是首次實現了多個自由度的量子隱形傳態。
“如果我們帶著一個保險箱去北京開會，而保險箱的鑰匙落在合肥了，在合肥的同事可以通過量子隱形傳態將鑰匙的每一個特征都精確傳送到北京，而在此過程中他并不掌握這把鑰匙的任何信息。這在經典世界中是不可想象的。”潘建偉說。
潘建偉團隊有著明確的科研路線圖：通過量子通信研究，從初步實現局域量子通信網絡，到實現多橫多縱的全球范圍量子通信網絡，以保證信息傳輸的絕對安全；通過量子計算研究，為大規模計算難題提供解決方案，實現大數據時代信息的有效挖掘；通過量子精密測量研究，實現新一代定位導航等等。
今年初，以潘建偉、彭承志、陳宇翱、陸朝陽、陳增兵為主要完成人的中科大“多光子糾纏及干涉度量”團隊，獲得國家自然科學獎一等獎。
而在此前一個月，英國物理學會評選出的２０１５年度國際物理學十大突破公布，潘建偉和陸朝陽因首次實現同時量子隱形傳輸一個基本粒子（光子）的兩個內秉屬性的工作，入選并位列榜首，這也是在中國本土完成的科研工作首次獲此榮譽。
據介紹，今年量子科學實驗衛星和“京滬干線”兩大項目如期建成后，將為我國和全球的量子通信發展打開一個更為廣闊的全新局面。
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