在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，量子科學(xué)實驗衛(wèi)星在與運載火箭適配器對接（2016年8月3日攝）。新華社發(fā)

　　寫在前面

　　這是一場人與自然的角力。

　　自上世紀(jì)末以來，人類對自然界的能量最小單位——量子的認(rèn)知，開始突破瓶頸達到新的高度，催生了量子信息科學(xué)。量子信息研究以量子通信等領(lǐng)域為切入口，逐漸迎來了“全速發(fā)展期”。

　　而在此當(dāng)中，很多個“世界首次”，均來自于“中國隊”。從首次成功實現(xiàn)量子態(tài)隱形傳送以及糾纏態(tài)交換，首次實現(xiàn)安全通信距離超過100公里的光纖量子密鑰分發(fā)，到建成國際上首個規(guī)模化量子通信網(wǎng)絡(luò)，中國科學(xué)家逐步躋身于國際一流的量子信息研究行列，量子通信的產(chǎn)業(yè)化也在中國科學(xué)家的全力推動下得到快速發(fā)展。

　　隨著量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”的順利升空，中國成為全球第一個在衛(wèi)星和地面之間進行量子通信實驗的國家。這場長跑競賽，不僅是各國科學(xué)家之間的創(chuàng)新之爭，更是人類有限的認(rèn)知與無盡的自然奧秘之間的角力。

　　把量子實驗“搬”上太空

　　問：當(dāng)大多數(shù)人滿足于在實驗臺上研究量子信息時，您已經(jīng)開始思考如何能夠在太空中實現(xiàn)信息的隱形傳送。為什么一定要把量子實驗“搬”上太空？

　　答：突破經(jīng)典信息技術(shù)的瓶頸，對于保護國家和公民的信息安全至關(guān)重要，對發(fā)展下一代信息產(chǎn)業(yè)也有著深遠影響。量子通信是迄今唯一被嚴(yán)格證明為無條件安全的通信方式。量子不可分割、不可克隆，所以能保證加密內(nèi)容不被破譯。它可以從根本上保障信息安全、保護全人類的隱私。

　　不同于經(jīng)典通信，量子保密通信的安全性是建立在量子物理基本原理的基礎(chǔ)上，從原理上講是無條件安全的。然而，由于光纖的固有損耗，在光纖中實現(xiàn)遠距離量子通信面臨著巨大的挑戰(zhàn)。在1000公里光纖中進行點對點量子通信，每300年也只能傳輸一個比特。因此，要實現(xiàn)覆蓋全球的廣域量子保密通信，還需要借助衛(wèi)星中轉(zhuǎn)。另一方面，衛(wèi)星也為大尺度的量子物理基本問題實驗檢驗提供了天然的平臺。