• 背景摘要
  • 量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式,是近二十年发展起来的新型交叉学科,是新的研究领域。
量子通信竞赛选手都有谁?
来源:深圳新闻网 - 深圳商报     发布时间:2016-08-22

据新华社电17日11时56分24秒,中科院遥感与数字地球研究所所属中国遥感卫星地面站密云站在第23圈次成功跟踪、接收到我国首颗量子科学实验卫星“墨子号”首轨数据。

“墨子号”首轨任务时长约7分钟,接收数据量约202MB。经验证,卫星数据质量良好。这些卫星数据已实时传送至中科院国家空间科学中心。

中国16日成功发射全球首颗量子科学实验卫星,一举以绝对优势成为国际公认的领跑者。那么,这一领域的其他“选手”都有谁?他们在这一竞赛中表现如何?

中国正成为量子研究中的“发动机”

1993年,英国研究人员实现了相位编码量子密钥分发。那时,一场量子技术领域的国际竞赛已经开启。

由半导体技术发展推动的第一次信息处理技术革命,已深远影响着我们的生活。学界普遍认为,量子技术具备引发第二次革命的潜能。正因如此,过去一二十年间,包括中国在内的多个国家和地区在量子技术研发中都投入了大量资金和精力。

目前,量子技术的应用研发主要集中在两个领域,即量子计算和量子通信。其中,中国在量子通信技术领域目前处于领先地位。美国物理学会会士、加州大学洛杉矶分校物理学家姜弘文教授接受新华社记者采访时说,首颗量子卫星的成功发射说明,中国正成为量子科学和技术国际研究中的“发动机”,中国最新研发的技术是最前沿且极具挑战的,是量子通信技术发展的重要里程碑。

多个国家都在开展空间量子研究

与此同时,加拿大、日本、意大利和新加坡的研发团队也将紧随其后,开展类似空间量子研究。不过,这些“选手”选择的竞赛“路径”各有不同。

比如,新加坡国立大学和英国斯特拉思克莱德大学组成国际科研团队,正在借助成本仅约10万美元、重量只有约5公斤的立方体卫星开展量子实验,以帮助人类实现“天基量子通信”。据报道,去年,这个国际科研团队发射了一颗立方体卫星,可以在其轨道制造和测量“相关联”的成对光子。明年,他们计划发射能制造完全纠缠的光子对的设备。

加拿大科学家的想法是,在地面制造成对的纠缠光子,然后将它们发射到不足30公斤重的微型卫星。研究人员认为,这将比在太空制造光子的成本低。不过,将光子送上卫星是个挑战,科学家计划首先用装有光子接收装置的飞机做测试。

意大利帕多瓦大学的科学家更“图省事”。他们觉得,在普通卫星上安装反射镜或其他更简单的设备,就可以完成在太空开展量子科学实验的任务。去年,这个研究小组展示了光子从卫星弹回地球,仍能保持其量子态,接收错误率极低,足以用于量子密码。

还有研究人员提议,应该在国际空间站开展量子实验,利用复杂的“超纠缠技术”,实现更安全高效的远距传动。

相对于竞争,科技发展更呼唤合作

美国对量子通信的理论和实验研究开始较早,并最先被列入到国家战略、国防和安全的研发计划。不过,美国“商业内幕”网站在一篇文章中指出,中国在量子通信领域投入了大量资金和精力,将引领量子通信技术在太空领域的竞赛,而美国似乎并没有相关的具体研发计划。

相对于竞争,科技发展更呼唤合作。美国加州理工学院量子物理学专家斯皮里东·米哈拉基斯赞扬中国在这一领域开展的国际合作,并称赞中国科学院的视野。

米哈拉基斯相信,国家间的科研合作可带来影响深远的成果。米哈拉基斯对新华社记者说:“我希望更多国家能参与到相关研究中,创建一个量子技术更加普及的世界。”

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