32 年前，人類(lèi)歷史上首次量子通信在實(shí)驗室誕生，傳輸了 32 厘米。而今，中國人將這個(gè)距離擴展了 1400 多萬(wàn)倍，實(shí)現了從地面到太空的多用戶(hù)通信。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 7 日宣布，中國科研團隊成功實(shí)現了跨越 4600 公里的星地量子密鑰分發(fā)，標志著(zhù)我國已構建出天地一體化廣域量子通信網(wǎng)雛形。該成果已在英國《自然》雜志上刊發(fā)。

　　量子通信是量子科技三大方向之一，經(jīng)過(guò) 20 多年努力，中國在該領(lǐng)域實(shí)現了從跟跑到領(lǐng)跑的重大轉變。2016 年，中國成功發(fā)射全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗衛星“墨子號”;2017 年，建成世界首條量子保密通信干線(xiàn)“京滬干線(xiàn)”。

　　“墨子號”牽手“京滬干線(xiàn)”，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、陳宇翱、彭承志等與中科院上海技術(shù)物理研究所王建宇研究組、濟南量子技術(shù)研究院及中國有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò )有限公司合作，構建了全球首個(gè)星地量子通信網(wǎng)。經(jīng)過(guò)兩年多穩定性、安全性測試，實(shí)現了跨越 4600 公里的多用戶(hù)量子密鑰分發(fā)。

　　“要實(shí)現廣域量子通信，存在光子損耗、退相干等一系列技術(shù)難題，比如光子數在光纖里每傳輸約 15 公里就會(huì )損失一半，200 公里后只剩萬(wàn)分之一。”潘建偉說(shuō)，科研團隊在光學(xué)系統等方面發(fā)展了多項先進(jìn)技術(shù)，化解了這些難題。

　　潘建偉介紹，《自然》雜志審稿人評價(jià)稱(chēng)，這是地球上最大、最先進(jìn)的量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò )，是量子通信“巨大的工程性成就”。

　　據了解，整個(gè)網(wǎng)絡(luò )覆蓋我國四省三市 32 個(gè)節點(diǎn)，包括北京、濟南、合肥和上海 4 個(gè)量子城域網(wǎng)，通過(guò)兩個(gè)衛星地面站與“墨子號”相連，總距離 4600 公里，目前已接入金融、電力、政務(wù)等行業(yè)的 150 多家用戶(hù)。

　　基于“不可分割”“不可克隆”等量子特性，量子通信被稱(chēng)為“原理上無(wú)條件安全”的通信方式，在多領(lǐng)域具有應用前景。星地量子通信網(wǎng)的建成，為未來(lái)實(shí)現覆蓋全球的“量子網(wǎng)”奠定科技基礎，也為相對論、引力波等科學(xué)研究，提供了前所未有的“天地實(shí)驗室”。
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