“墨子號”星地對接。作為安全通信的“終極神器”，在量子通信的國際賽跑中，中國屬于后來者。但經過多年的努力，中國已經躋身于國際一流的量子信息研究行列，在城域量子通信技術方面也走在了世界前列，建設完成合肥、濟南等規?；孔油ㄐ懦怯蚓W。中國量子科學實驗衛星升空，將首次在太空開展與量子通信和量子計算相關的諸多實驗，特別是將打造一張天地一體化的量子通信網。在激烈的全球競爭中，“第一顆量子衛星”的頭銜來之不易。
1993年，英國研究人員實現了相位編碼量子密鑰分發。那時，一場量子技術領域的國際競賽已經開啟。而在量子通信技術的太空“賽場”，中國成功發射全球首顆量子科學實驗衛星，一舉以絕對優勢成為國際公認的領跑者。那么，這一領域的其他“選手”都有誰？他們在這一競賽中表現如何？
記者查閱相關資料發現，各國政府非常重視量子通信技術的發展。歐盟組織在2016年4月宣布將量子技術作為新的旗艦科研項目，迎接“第二次量子革命”，并發布了10億歐元的量子項目計劃；美國白宮也于今年7月建議加大對量子信息科學的投入，稱加強量子科學領域開發是科技大國的挑戰與機遇，量子信息技術是量子力學的最新發展，代表了正興起的“第二次量子革命”；日本提出了以新一代量子信息通信技術為對象的長期研究戰略，計劃在2020年至2030年間建成安全保密的高速量子信息通信網絡。在量子信息技術中，最具代表性的是量子通信和量子計算。美國則是把資源和精力放在了量子計算機領域，美國航天局、谷歌公司等機構2015年就宣布，合作開發的D－Wave量子模擬機對某些問題的求解速度已達到傳統計算機的1億倍。
與此同時，加拿大、日本、意大利和新加坡的研發團隊也將緊隨其后，開展類似空間量子研究。不過，這些“選手”選擇的競賽“路徑”各有不同。
比如，新加坡國立大學和英國斯特拉思克萊德大學組成國際科研團隊，正在借助成本僅約10萬美元、重量只有約5公斤的立方體衛星開展量子實驗，以幫助人類實現“天基量子通信”。據報道，去年，這個國際科研團隊發射了一顆立方體衛星，可以在其軌道制造和測量“相關聯”的成對光子。明年，他們計劃發射能制造完全糾纏的光子對設備。
加拿大科學家的想法是，在地面制造成對的糾纏光子，然后將它們發射到不足30公斤重的微型衛星。研究人員認為，這將比在太空制造光子的成本低。不過，將光子送上衛星是個挑戰，科學家計劃首先用裝有光子接收裝置的飛機做測試。
意大利帕多瓦大學的科學家更“圖省事”。他們覺得，在普通衛星上安裝反射鏡或其他更簡單的設備，就可以完成在太空開展量子科學實驗的任務。去年，這個研究小組展示了光子從衛星彈回地球，仍能保持其量子態，接收錯誤率極低，足以用于量子密碼。
由于此前全世界關于量子力學的實驗都是在地面上進行，在重力等條件發生很大變化的太空，同樣的量子力學實驗結果會不會有變化，是科學界非常關心的問題。“物理學家當然希望有變化了。”中科院量子卓越創新中心的陸朝陽教授說，“如果真的發生變化，那就打開了新的物理學的大門。”
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