“墨子号”实验首次实现1200公里地面站间量子态远程传输

源自：21世纪经济报道

---

⊙记者：许阳 上海报道

　　8月16日凌晨1点40分，搭载长征二号丁运载火箭的全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”在酒泉卫星发射中心成功升天。
　　消息一出，引发一片欢腾，各类媒体纷纷被量子卫星成功发射“刷屏”：“墨子号”相关新闻迅速登上各类社交网站的热搜榜；朋友圈里点赞“墨子号”的成功发射；各路科技类公号的科普文章也开始解读这项“黑科技”……
　　21世纪经济报道记者采访业内人士后了解到，此次量子卫星的主要科学目的是进行星地高速量子密钥分发实验，并在此基础上进行广域量子密钥网络实验，以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破。简单的说，量子卫星用于量子通信，保密性更强，用时更短，可以规避传统通信受到传播网络限制，用时较长且易被截获的问题。
　　“量子通信是迄今唯一被严格证明为无条件安全的通信方式。量子不可分割、不可克隆，所以能保证加密内容不被破译，可以从根本上保障信息安全、保护全人类的隐私。”量子科学实验卫星工程首席科学家潘建伟表示。
　　而接受采访的业内人士和投资人认为，量子卫星升天是我国建立天地一体化的量子通信网络的必不可少的一环，也可一定程度上降低量子通信产业化发展的成本。

“墨子号”炼成记
　　所谓量子，即物理中最小的不可分割的基本单位。由于其状态不可知，因此也无法进行克隆，从而保证了信息的安全性。而量子卫星的发展，不但有科学实验上的目的，同时为建立一个极其安全的全球通信网络奠下基石。
　　目前，量子卫星的发射，在全球还属首次。对这颗被命名为“墨子号”的量子科学实验卫星，潘建伟院士表示，墨子最早提出光线沿直线传播，设计了小孔成像实验，奠定了光通信、量子通信的基础。以中国古代伟大科学家墨子的名字命名量子卫星，将提升文化自信。
　　而21世纪经济报道记者梳理“墨子号”的发射历程发现，这颗由我国自主研制的全球首颗量子科学实验卫星，从最初酝酿、前期技术贮备到成功发射，前后历时十多年。
　　从2003年提出量子科学实验卫星的想法，到2011年量子科学实验卫星工程正式立项启动，再到其领衔的量子通信应用关键技术──“多光子纠缠及干涉度量”项目获得2015年度国家自然科学奖一等奖，潘建伟院士在量子科学上的道路走得很艰难，也很稳当。
　　事实上，从去年底开始，量子卫星的“鼓点”开始急速敲起：2015年12月，完成星地光学对接试验，达到科学目标要求；2016年7月，量子卫星和长征二号丁火箭从上海运往酒泉；2016年8月16日凌晨，“墨子号”成功发射。
　　但是，这只是一个开始。
　　对于普通卫星而言，只要顺利升空就意味着至少成功了一半，但对于量子卫星来说，发射升空后，卫星还要在太空中与地面机构光学实验站进行“互动”。
　　具体来说，地面建设有四个量子通信地面站（南山、德令哈、兴隆、丽江量子通信地面站）和一个空间量子隐形传态实验站（阿里量子隐形传态实验平台），在中国科学技术大学的量子科学实验卫星控制中心的指挥和调度下，完成四项重要的科学实验：星地高速量子密钥分发实验、广域量子通信网络实验、星地量子纠缠分发实验、地星量子隐形传态实验。
　　如果“墨子号”成功运行，中国将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，并结合地面已有的光纤量子通信网络，初步构建一个广域量子通信体系。

产业应用逐步广泛
　　那么，量子通信技术与现有的经典通信方式有什么区别？接受采访的多位专家表示，量子通信的重大价值在于数据保密，并且是无条件的不可窃听、不可破译。作为绝对保密安全的通信措施，量子通信更重要的意义在于防范尚在研制中的、由于运算速度极快而非常容易破解传统通信的量子计算机。
　　中科院量子信息与量子科技前沿卓越创新中心、中国科学技术大学上海研究院副研究员张文卓撰文表示，之所以要发射量子卫星，是因为基于卫星等航天器的空间量子通信，有着地面光纤量子通信网络无法比拟的优势。例如，可以突破很多地方无法铺设量子通信的专用光纤的障碍。
　　九州量子董事长郑韶辉从产业化的角度分析认为，量子卫星的发射，还能进行成本优化，降低原来需要布网的成本。例如，如果新疆想与全国连上的话，就需要在很多地区进行地面布网，相对来说是不经济的，卫星就可以解决这样一个成本的问题。此外，“墨子号”是我国第一颗发射的量子科学实验卫星，还将会为未来几十颗的卫星发射积累经验，也可以降低未来卫星发射的成本。
　　从目前的应用领域来看，量子通信的商用性主要体现在数据保密上，比如网上银行数据的远程灾备应用、金融机构信息数据的采集应用、金融信息交易应用以及银行同城数据生产和灾备应用等。
　　简单的说，由于成本较为高昂，量子通信的应用范围还比较有限，主要是以对数据保密安全性要求较高的“刚性”用户为主。而与之相对应的是，如果不能形成规模化应用的话，加上前期巨大的研发成本投入，直接导致产品的单价和成本很难降下来。
　　不过，多位业内人士预测，伴随着未来通信领域的逐步更新和技术的普及，成本会下降。
　　从产业应用的时间周期来看，目前量子通信的应用还处于早期阶段，主要受制于地面上的量子通信干线布局有限。而伴随着今年下半年，“京沪干线”、“沪杭干线”等地面光纤量子通信网络将建成，将逐步丰富地面量子通信网络的建设。
　　此外，21世纪经济报道记者从多位知情者处得知，中央支持量子信息产业化发展的专项基金将于今年年底或者明年年初下发。同时，还会推出一部分跟量子信息关联的国家重大工程，这将成为量子信息产业化发展的重要支撑。
　　在采访过程中，多位业内人士的一个共识是，下一步，行业应用将会成为重点。一个可期的信号是，除了国家政策和资金上的支持，量子信息相关应用领域预计也会推出示范项目，比如政务、金融等领域。

源自：新华网

---

　　新华社北京8月16日消息，中国16日成功发射全球首颗量子科学实验卫星，使得量子信息技术再次进入聚光灯下。国际学术界著名的《自然》网站相关报道说，在这场“特殊的太空竞赛”中，中国“迈出了一大步”。
　　放眼全球，欧盟4月宣布将量子技术作为新的旗舰科研项目，迎接“第二次量子革命”；美国白宫7月建议加大对量子信息科学的投入，称这是“国家的挑战与机遇”。

第二次量子革命
　　大约一百多年前，我们生活在一个很正常、经典的宇宙里，一切都合乎常情，没有什么奇怪表现。随后，量子理论出现了。
　　突然间，事物的表现不再总是合乎一个理性的人的料想了。在微观尺度上，一个粒子可以同时处于两个地方，甚至可以同时向两个不同的方向运动。而且粒子之间可以互相纠缠──通过某种方式即时地远程感知、影响对方。
　　起源于1900年普朗克所提理论的量子力学，描述了这些看似魔法的物理现象。这套理论不断获得实验支持，在一百多年里催生了许多重大发明──原子弹、激光、晶体管、核磁共振、全球卫星定位系统等，改变了世界面貌。欧盟今年4月宣布将量子技术作为新的旗舰科研项目，在公告中称上述成果为“第一次量子革命”。
　　量子信息技术是量子力学的最新发展，代表了正兴起的“第二次量子革命”。在量子信息技术中，最具代表性的是量子通信和量子计算。中国的量子卫星就是全球领先的量子通信实验平台，不过在重点介绍量子通信之前，先来看看量子计算的威力。
　　依照量子理论研发的量子计算机将具有强大的计算能力，速度快过传统计算机亿万倍。其原因之一是，传统计算机中的每个比特位只有0和1两种状态，而一个量子比特位可以有多个状态。美国航天局、谷歌公司等机构在2015年宣布，合作开发的D-Wave量子模拟机对某些问题的求解速度已达到传统计算机的1亿倍。虽然这还不被国际学术界认为是真正的量子计算机，但量子计算的巨大潜力已然展露无遗。

量子攻防战
　　量子计算给保密带来了巨大挑战。中科院量子卓越创新中心的陆朝阳教授告诉新华社记者，现在国防、金融等领域广泛使用的通信密码都是基于数学上的计算复杂度，等到大规模量子计算机真正面世的时候，在超强的计算能力面前，这些密码系统就都会失效。
　　打个比方，量子计算便如可攻破一切传统保密系统的“利矛”。
　　“上帝关闭了一扇门，但又打开了一扇窗，”陆朝阳说，同样源自量子理论的量子通信技术又为保密提供了新手段。它的基础是物理规律，比如在用一个光量子传递信息时，由于单光子已是最小单元，窃听者无法通过截取“半个光子”来获取信息；而窃听者试图对这个光子的状态进行测量时，量子测不准原理又导致这个光量子的状态发生改变，这使窃听必然被察觉并被通信双方规避。客观物理规律是没有人能改变的，也就是说，量子通信成为保密领域新的“坚盾”。
　　目前，量子通信的主要应用方式是量子密钥分配，也就是俗称的量子密码，即用量子通信方式来传输密码。此外，还有一个探索中的前沿领域是量子隐形传态，它利用量子纠缠原理，可以瞬间把量子态传输到遥远地点，接近于一些科幻小说中描写的“远程传送”。

新一轮科技竞赛
　　“我相信量子技术在21世纪的重要性可与上个世纪的曼哈顿计划相比，”中科院量子卓越创新中心主任、中国量子卫星项目首席科学家潘建伟院士说。也就是说，量子技术可能像曼哈顿计划造出原子弹那样改变世界格局。
　　由于量子通信和量子计算的巨大前景，各个大国都在竞相发展相关技术。欧盟今年4月宣布，投入10亿欧元支持量子技术，这是欧盟继石墨烯和脑科学之后的第三个旗舰型科研项目。该项目领导者之一、德国整合量子科学和技术中心负责人托马索·卡拉尔科说，在欧盟确定头两个旗舰项目时，量子技术入选的时机不如现在成熟。因为那是在斯诺登揭露美国的大规模监听活动之前。现在欧洲希望有更具保密性的通信技术。
　　美国白宫也刚刚在7月底发布官方博文，援引美国国家科技委员会7月提出的报告《推进量子信息科学：国家的挑战与机遇》，建议加大对量子信息科学的投入。实际上，美国多个政府部门如国防部、航天局、国家标准与技术研究所（NIST）等早就对量子信息技术研究大量投入。尤其是NIST得到美国政府高强度和稳定的支持，每年获得大量经费。在过去10余年间，NIST在量子调控和量子信息领域产生了5名诺贝尔物理学奖获得者。
　　许多高科技公司也在量子技术方面大量投入。如谷歌与美国航天局、加利福尼亚大学圣巴巴拉分校联合成立了量子人工智能实验室，并推出了量子计算机开发计划；2014年，IBM宣布将于随后5年内在以量子计算技术为重点的一些领域投入30亿美元；还有一些相对较小的科技公司也崭露头角，比如Battele公司正在运行美国第一个商业化的量子密码通信网络。

中国卫星引领潮流
　　中国量子科学实验卫星升空，将首次在太空开展与量子通信和量子计算相关的诸多实验，特别是将打造一张天地一体化的量子通信网。在激烈的全球竞争中，“第一颗量子卫星”的头衔来之不易。
　　“量子通信的竞赛自1995年在日内瓦湖底进行量子密钥分发的最初演示时就开始了，”美国波士顿大学的量子物理学家亚历山大·谢尔吉延科告诉新华社记者，他指的是欧洲在全世界最早进行了量子通信实验。潘建伟院士最初也是到奥地利师从量子科学领域权威专家蔡林格教授。蔡林格团队曾在欧洲申请发射卫星，但审批过程不顺利，现在成为中国量子卫星项目的合作方。
　　在亚洲，新加坡科学家在2014年曾尝试发射“立方体卫星”。这是一类微型卫星，也能用于一些量子技术实验，尽管与中国的量子卫星相比功能要弱很多。但不幸的是，承担发射任务的美国轨道ATK公司的火箭在2014年10月那次任务中爆炸。
　　中国卫星成功发射，将执行星地高速量子密钥分发、广域量子通信网络、星地量子纠缠分发以及地星量子隐形传态等多项科学实验任务。《自然》杂志相关报道说，中国在这场“特殊的太空竞赛”中走在了前面。蔡林格也表示，中国卫星的成功，也将促使其他国家的量子卫星团队更容易获得资助和支持。
　　潘建伟科研团队是这个卫星项目中的中坚力量，他们还主导了今年下半年将交付使用的“京沪干线”量子通信网，这也将是全世界规模最大的量子通信网。可以说，在量子通信研究和应用方面，中国现在是世界的排头兵。
　　由于此前的量子技术实验都是在地上完成，中国的量子卫星还可能为科学理论研究带来新的突破。陆朝阳说，万一量子力学的某些规律在太空中发生变化的话，“那就打开了新的物理学的大门”。（记者：黄堃、杨骏、林小春、张家伟、郭洋）

源自：新华社

---

87e90f81jw1f6uyznyc7yj20go0b4aa7.jpg  保存到相册

上传时间: 2016-8-16 16:08

文件大小: 15.28 KB

下载次数: 18

点击文件名下载图片

 

世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”。解放军报

原文标题：我国成功发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”

　　新华社甘肃酒泉8月16日电（记者：吴晶晶、杨维汉、徐海涛）2016年8月16日1时40分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。这将使我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。
　　量子卫星首席科学家潘建伟院士介绍，量子通信的安全性基于量子物理基本原理，单光子的不可分割性和量子态的不可复制性保证了信息的不可窃听和不可破解，从原理上确保身份认证、传输加密以及数字签名等的无条件安全，可从根本上、永久性解决信息安全问题。
　　量子卫星2011年12月立项，是中科院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一。其主要科学目标一是进行星地高速量子密钥分发实验，并在此基础上进行广域量子密钥网络实验，以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破；二是在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验，在空间尺度验证量子力学理论。
　　工程还建设了包括南山、德令哈、兴隆、丽江4个量子通信地面站和阿里量子隐形传态实验站在内的地面科学应用系统，与量子卫星共同构成天地一体化量子科学实验系统。
　　潘建伟表示，我国自主研发的量子卫星突破了一系列关键技术，包括高精度跟瞄、星地偏振态保持与基矢校正、星载量子纠缠源等。量子卫星的成功发射和在轨运行，将有助于我国在量子通信技术实用化整体水平上保持和扩大国际领先地位，实现国家信息安全和信息技术水平跨越式提升，有望推动我国科学家在量子科学前沿领域取得重大突破，对于推动我国空间科学卫星系列可持续发展具有重大意义。
　　本次任务还搭载发射了中科院研制的稀薄大气科学实验卫星和西班牙科学实验小卫星。量子卫星发射入轨后将进行3个月左右的在轨测试，然后转入在轨运行阶段。
　　量子卫星工程由中科院国家空间科学中心抓总负责；中国科学技术大学负责科学目标的提出和科学应用系统的研制；中科院上海微小卫星创新研究院抓总研制卫星系统，中科院上海技术物理研究所联合中科大研制有效载荷分系统；中科院国家空间科学中心牵头负责地面支撑系统研制、建设和运行；对地观测与数字地球科学中心等单位参加。
　　据介绍，长征二号丁运载火箭由中国航天科技集团公司所属上海航天技术研究院研制。此次发射是长征系列运载火箭的第234次飞行。 ●

源自：每日经济新闻

---

　　量子卫星“墨子”将发射 500亿量子通信市场获突破

▲　每经 实习记者：李少婷
　　距离上千公里仍保持“心有灵犀”──量子通信以独特的“绝对”保密性，使上至军方机密信息、下至银行卡密码都将获得前所未有的安全感。
　　据央视新闻8月15日报道，由中国自主研发的世界首颗量子科学实验卫星“墨子”已在酒泉整装待发，将在8月中下旬择机发射。《每日经济新闻》记者15日从中国科学院相关部门证实了上述消息。据澎湃新闻网消息，“墨子”将于8月16日凌晨在酒泉发射中心发射。
　　据券商行业研报分析，传统通信业面临未来业绩增长瓶颈或下滑压力，相较之下，量子通信领域进入收获期，将在政府、能源、金融、广电等几大领域得到大幅运用，未来5年市场规模或将超过500亿元。
　　《每日经济新闻》记者注意到，A股市场中已有多家上市公司“掘金”量子通信产业，其中两家还“傍上”中国科技大学间接持股的科大国盾。通信行业专家张鹏表示，这是量子通信业的“突破性”进展，在他看来，“资本投资的焦点已由互联网转至卫星”。

500亿市场加速来袭
　　中科院量子信息与量子科技前沿卓越创新主任潘建伟此前接受央视新闻采访时曾介绍，卫星的发射将使中国在国际上率先实现高速星地量子通信，连接地面光纤量子通信网络，初步构建量子通信网络。
　　仅有空中的卫星并不足以构成量子通信网络，作为地面骨干网络，也即光纤量子通信骨干网工程“京沪”干线项目也将于年底交付使用，另外，若想实现全球覆盖还需发射二十余颗卫星，新华网报道称，中国预计在2030年实现量子通信的全球化。
　　张鹏向《每日经济新闻》记者介绍，这是量子通信业的“突破性”进展，而网络真正投入使用还将经历较长过程。
　　虽然投入使用尚在“草图”阶段，但多家券商研报指出，量子通信将进入收获期，并称，“基于量子通信保密安全的特征，其未来将在军队、政府、能源三大领域得到大幅运用”。
　　天风证券分析，军用市场未来三年设备、器件等市场规模预计在300亿元，而加上民用市场，未来5年政府、能源、金融、广电等几大领域加起来市场规模或将超过500亿元。

上市公司“追星”
　　资本市场看好的“富矿”早有上市公司参与掘金，据相关研报介绍，涉足量子通信领域的上市公司有超过十家，其中包括科华恒盛、三力士、浙江东方、凯乐科技、神州信息等。
　　浙江东方因参股公司投资量子通信相关企业，即浙江神州量子网络科技有限公司（以下简称神州量子）和科大国盾量子技术股份有限公司（以下简称科大国盾），连续三个交易日内收盘价格涨幅偏离值累计达到20%，在“股票交易异常波动公告”中，浙江东方特说明，“我公司及控股子公司均未在量子通信领域进行过直接投资”。
　　根据浙江东方2016年7月5日披露的信息，神州量子目前仍在量子通讯应用设备的开发和研究阶段，尚未实现产业化生产，尚无盈利。而科大国盾已进行生产和销售，2015年实现净利润超过5000万元。
　　据科大国盾官网介绍，该公司2009年5月创立，发源于中国科技大学，是中国最大的量子通信设备制造商和量子信息系统服务提供商。经查询工商信息，科大国盾的第一大股东为潘建伟，即量子通信研究小组的带头人，持股比例18.18%，中科大资产经营有限责任公司持股18%。
　　与科大国盾合作的还有科华恒盛，在2016年4月5日的公告中，科华恒盛公开了与科大国盾的合作，并称在北京、上海、广东等地投资建设数据中心。不过，科华恒盛相关人员向记者表示，目前科华恒盛的量子通信业务占比不多，但公司看好这一领域的发展趋势。

命名缘由
　　首颗量子通信卫星以我国古代科学家墨子的名字来命名。墨子最早提出过光线沿直线传播的观点，进行了小孔成像实验。用他的名字命名以纪念他在早期物理光学方面的成就。
　　墨子最早通过小孔成像实验发现了光是直线传播的，第一次对光直线传播进行了科学解释──这在光学中是非常重要的一条原理，为量子通信的发展打下了一定的基础。墨子还提出了某种意义上的粒子论。光量子学实验卫星以中国科学家先贤墨子来命名，体现了中国的文化自信。

研发单位
　　量子卫星工程由中科院国家空间科学中心总负责；中国科学技术大学负责科学目标的提出和科学应用系统的研制；中科院上海微小卫星创新研究院抓总研制卫星系统，中科院上海技术物理研究所联合中科大研制有效载荷分系统；中科院国家空间科学中心牵头负责地面支撑系统研制、建设和运行；对地观测与数字地球科学中心等单位参加。

目标任务
　　量子卫星是中国科学院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一，其主要科学目标一是借助卫星平台，进行星地高速量子密钥分发实验，并在此基础上进行广域量子密钥网络实验，以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破；二是在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验，开展空间尺度量子力学完备性检验的实验研究。
　　墨子号在未来两年将在世界上首次开展四项实验任务以达成两大科学目标：进行经由卫星中继的”星地高速量子密钥分发实验“，并在此基础上进行”广域量子通信网络实验“，以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破；及进行”星地双向纠缠分发实验“与”空间尺度量子隐形传态实验“，开展空间尺度量子力学完备性检验的实验研究。除了卫星之外，地面上也建设了四个量子通信地面站（分别位于河北兴隆、新疆乌鲁木齐、青海德令哈、云南丽江）以及位于西藏阿里的量子隐形传态实验站。除此以外，奥地利科学院和维也纳大学的科学家也与中国方面合作，在维也纳和格拉茨设置了地面站。

重要意义
　　”墨子号“的成功发射，将使我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。
　　量子卫星的成功发射和在轨运行，将有助于我国在量子通信技术实用化整体水平上保持和扩大国际领先地位，实现国家信息安全和信息技术水平跨越式提升，有望推动我国科学家在量子科学前沿领域取得重大突破，对于推动我国空间科学卫星系列可持续发展具有重大意义。
　　美国波士顿大学的量子物理学家亚历山大·谢尔吉延科说：”这个事确实很让人激动，因为它是首次开展此类试验，因此对全球都有重要意义。量子通信的竞赛自1995年欧洲科研人员在日内瓦湖底进行量子密钥分发的最初演示时就开始了。在那以后，英国、美国、日本和中国等国家都在探索城市间的量子通信网络，而现在这场竞赛从地面进入了太空，因为卫星能连接相距遥远的不同都市。中国在发射量子卫星方面走在了前面。“
　　英国剑桥大学量子物理学教授阿德里安·肯特说：”我对中国发射量子卫星这事感到很兴奋。“他认为，这是为使用量子技术构建全球性安全通信网络迈出的”第一步“

未来应用
　　量子卫星发射后，天地一体化量子科学实验系统将投入正式运行，而”京沪干线“大尺度光纤量子通信骨干网工程预计2016年下半年交付。
　　得益于量子保密通信绝对安全性，量子通信不仅应用于百姓日常通信，也可用于水、电、煤气等能源供给和民生网络基础设施的通信保障，还可应用于国防、金融、商业等领域，势必对产业界和科技界产生巨大变革。

　　量子卫星2011年12月立项，是中科院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一。工程还建设了包括南山、德令哈、兴隆、丽江4个量子通信地面站和阿里量子隐形传态实验站在内的地面科学应用系统，与量子卫星共同构成天地一体化量子科学实验系统。
　　量子卫星首席科学家潘建伟院士介绍，我国自主研发的量子卫星突破了一系列关键技术，包括高精度跟瞄、星地偏振态保持与基矢校正、星载量子纠缠源等。
　　2016年8月16日凌晨，被命名为“墨子号”的中国首颗量子科学实验卫星开启星际之旅。它承载着率先探索星地量子通信可能性的使命，并将首次在空间尺度验证量子理论的真实性。
　　量子通信系统的问世，点燃了建造“绝对安全”通信系统的希望。当前，量子通信的实用化和产业化已经成为各个大国争相追逐的目标。
　　在量子通信的国际赛跑中，中国属于后来者。经过多年的努力，中国已经跻身于国际一流的量子信息研究行列，在城域量子通信技术方面也走在了世界前列，建设完成合肥、济南等规模化量子通信城域网，“京沪干线”大尺度光纤量子通信骨干网也即将竣工。
　　然而，这只是开始。“在城市范围内，通过光纤构建城域量子通信网络是最佳方案。但要实现远距离甚至全球量子通信，仅依靠光纤量子通信技术是远远不够的。”潘建伟说。
　　他解释说，因为量子的信息携带者光子在光纤里传播一百公里之后大约只有1‰的信号可以到达最后的接收站，所以光纤量子通信达到百公里量级就很难再突破。但光子穿透整个大气层后却可以保留80%左右，再利用卫星的中转，就可以实现地面上相距数千公里甚至覆盖全球的广域量子保密通信。
　　另外，诞生百年的量子理论的奇妙之处在实验室里被不断重复检验，但却从未在太空尺度验证过。量子理论的各种奇异现象在太空中是否还存在？量子纠缠和隐形传输是否可以延伸到星地之间？这些都需要卫星去验证。
　　2011年，中科院正式启动全球首颗“量子科学实验卫星”的研制，这既意味着中国科学家率先向星地量子通信发起挑战，更意味着中国或将领先欧美获得量子通信覆盖全球的能力。

大事记
　　2009年12月，空间科学先导专项参加战略性先导科技专项实施方案评议会，并在16个建议专项中名列前三名。
　　2011年12月23日，量子科学实验卫星工程启动暨动员会在京召开，标志着量子科学实验卫星正式进入工程研制阶段。
　　2014年12月30日，量子科学实验卫星通过初样转正样阶段评审，正式转入正样研制阶段。
　　2015年12月6日，量子科学实验卫星系统与科学应用系统完成星地光学对接试验，验证了天地一体化实验系统能够满足科学目标的指标要求。
　　2016年2月25日，量子科学实验卫星工程完成大系统联试。
　　2016年8月16日凌晨1时40分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。
　　2017年1月18日，世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在圆满完成4个月的在轨测试任务后，正式交付中国科学技术大学使用。
　　2017年6月16日，中国“墨子号”量子卫星在世界上首次实现千公里量级的量子纠缠，这意味着量子通信向实用迈出一大步。
　　2017年8月12日，墨子号“取得最新成果──国际上首次成功实现千公里级的星地双向量子通信，为构建覆盖全球的量子保密通信网络奠定了坚实的科学和技术基础，至此，”墨子号“量子卫星提前、圆满地完成了预先设定的全部三大科学目标。
　　2017年9月29日，世界首条量子保密通信干线”京沪干线“与”墨子号“科学实验卫星进行天地链路，我国科学家成功实现了洲际量子保密通信。这标志着我国在全球已构建出首个天地一体化广域量子通信网络雏形，为未来实现覆盖全球的量子保密通信网络迈出了坚实的一步。
　　2018年1月，在中国和奥地利之间首次实现距离达7600公里的洲际量子密钥分发，并利用共享密钥实现加密数据传输和视频通信。该成果标志着”墨子号“已具备实现洲际量子保密通信的能力。

　　量子保密通信技术已经从实验室演示走向产业化。在城市里，通过光纤建构的城域量子网络通信已经开始尝试实际应用，我国在城域光纤量子通信方面已取得了国际领先的地位。
　　在量子通信的国际赛跑中，中国属于后来者。经过多年的努力，中国已经跻身于国际一流的量子信息研究行列，在城域量子通信技术方面也走在了世界前列，建设完成合肥、济南等规模化量子通信城域网，“京沪干线”大尺度光纤量子通信骨干网也即将竣工。
　　然而，这只是开始。“在城市范围内，通过光纤构建城域量子通信网络是最佳方案。但要实现远距离甚至全球量子通信，仅依靠光纤量子通信技术是远远不够的。”潘建伟说。
　　量子保密通信，能够从三个方面保障信息安全。第一，发送者和接收者之间的信息交互是安全的，不会被窃听或盗取。第二，“主仆”身份能够自动确认，只有主人才能够使唤“仆人”，而其他人无法指挥“仆人”。第三，一旦发送者和接收者之间的传递口令被恶意篡改，使用者会立刻知晓，从而重新发送和接收指令。
　　原来，用量子通信方式传递信息，传送的是光的最小能量单元。但这种最小的颗粒，不能再被分割，也不能复制。即使采用目前最先进的理想单光子探测器，在1000公里光纤中进行点对点量子通信，每300年也只能传输一个比特。“就好比一支拥有100万人的队伍，到最后可能只剩下几个人，花了很长时间才能抵达目的地。”这种受制于光纤，不能放大量子通信信号的问题，导致了在远距离上信息传递效率很低，令科学家们一筹莫展。虽然通过量子中继手段，即分成若干段传输来降低每一段的损耗，用“量子接力”的方式解决这一难题，但走向实际应用还需时日。
　　后来，科学家意识到，真空里不会有光的损耗，想要实现覆盖全球的广域量子保密通信，还需要借助卫星的中转。
　　2005年，潘建伟团队实现了13公里自由空间量子纠缠和密钥分发实验，证明光子穿透大气层后，其量子态能够有效保持，从而验证了星地量子通信的可行性。近几年开展的一系列后续实验都为发射量子卫星奠定了技术基础。
　　“这样一来，通过发射卫星，去除干扰因素，就可以实现几千公里的量子通信。”潘建伟说，有了量子卫星，还可以在宏观距离上检验所谓的量子力学的非局域性，也就是“幽灵般的超距作用”。“看看在实验室里不断被重复检验的理论，放在太空是否还能实现。”