量子科学实验卫星将发射量子通信有望“全球通”

　　2016年，天空中将会多出一颗耀眼的星，而它就是即将发射的“量子科学实验卫星”。

　　“前面的攻关试验都已经做完了。”中国科大微尺度物质科学国家实验室研究员彭承志说，量子科学实验卫星将如期发射。

　　这意味着，量子通信将具备覆盖全球范围的能力。“不过，量子科学实验卫星是一颗低轨卫星，只能在晚上进行量子通信，空间覆盖能力和应用都还比较有限。”彭承志说，为了提高量子通信的范围和应用能力，他们可能还会考虑量子星座的研制。

　　迈出量子通信第一步

　　随着网络通信的飞速发展，账号保护、传送安全等成为人们日益关心的问题。作为以量子力学基本原理为基础的全新通信技术，量子通信被视为可以解决人们的担忧、无条件保障通信安全的最有效方式。

　　而如何让这一方式更好地服务于广大用户，一直是学界研究的热点。中科院院士、中国科学技术大学教授潘建伟带领团队，用辛苦和努力浇灌了一朵量子之花。

　　2012年2月17日，是让团队成员、中科院量子技术与应用研究中心副主任赵勇铭记在心的日子。当天，历时18个月建设的“合肥城域量子通信试验示范网”终于完成了。

　　这是全球首个城域量子通信试验示范网，有了这一安全保障，示范网用户传递的信息内容就会变得不可窃听、复制或破译。

　　研制量子通信网络终端设备，研制量子通信微光探测核心器件，研制量子通信网控设备等产品……前期的工作做足后，拥有一个产品和技术的试验床，就显得有点迫切。

　　“我们需要一个具有稳定性和安全性的更大的平台来检测通信，同时积累量子通信网络的建设和运维经验。”赵勇说。

　　合肥示范网应运而生，建成的示范网有46个节点，网络覆盖合肥市主城区，用户涵盖省市政府机关单位、金融机构、研究院所等。而直到现在，这些单位都是这一平台上的创新参与者。

　　将通信安全距离扩展至更远

　　如果说合肥示范网的建立是要建设一个技术试验床，那么，今年3月份投入使用的济南量子通信试验网则是面向用户日常应用的，希望更加贴合不同使用单位的要求。

　　目前，济南量子网络有90多家用户单位，可以通过网络内量子通信集控站和终端，实现安全的语音和视频通信、安全的文件传真以及安全的数据传输。

　　“我们的平台可以承载上千用户。”赵勇说，“网络目前是免费提供给用户使用的，试验网的目的是通过用户的使用来进行相关行业应用模式的探索。”

　　济南网的顺利运行，标志着量子通信城域网技术已经发展成熟。

　　“量子通信网络需要在更大范围里，通过更多的用户体验进一步验证其稳定性，提高其可用性。”中国科大微尺度物质科学国家实验室研究员陈宇翱表示，只有具备了稳定性，才会拥有更多的用户。

　　记者了解到，建设中的量子通信“京沪干线”连接北京、济南、合肥、上海，全长2025公里，提供4城市间网状8Gbps加密应用数据传输业务。

　　“目前主要的使用对象还是银行、证券公司等一些金融机构。”陈宇翱说，北京、上海城域量子通信网将分别于今年年底和明年夏天建成。

　　陈宇翱告诉记者，2025~2030年，覆盖全国的量子通信网络也有望建成，“我们希望能将安全距离扩展得更远，并且通过京沪干线来探索一定的商业盈利模式，将量子通信产业化”。

　　拓展量子应用领域

　　在潘建伟等人看来，成功就是解决一个又一个问题。

　　量子科学实验卫星的研发亦是如此。研制一颗卫星，需要考虑很多问题，包括如何提高精度，将量子信号从天上传下来以及卫星发射以后的空间适应性问题。

　　尽管过程满是艰难，所幸的是，这些问题都已得到很好的验证。现在，团队成员们在期待卫星发射的那一刻。

　　不过，对于团队的研究人员来说，努力并没有到此为止。目前量子通信完成的还是最简单的点对点的信息传递，真正要组网的话，还需要一段时间。

　　彭承志还表示，日后建成的量子通信网络，要致力于与既有经典网络的融合，“比如说加密这一块，我们要提高网络的实用性，让更多的外围企业参与进来”。

　　此外，通过量子通信的发展来带动量子测量和量子计算等技术的发展，也是这个团队的期望，在他们看来，未来，“量子技术大有可为”。