量子衛(wèi)星設(shè)想由來(lái)已久

“2003年，我們想到，為了真正實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離量子通訊，可能需要衛(wèi)星。”8月15日，東風(fēng)航天城的東風(fēng)賓館，潘建偉面對(duì)媒體回憶起量子衛(wèi)星想法的誕生。

那時(shí)，距離潘建偉在中國(guó)建立第一個(gè)光量子操縱實(shí)驗(yàn)室，僅僅兩年。

我國(guó)成功發(fā)射世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”

量子有許多神奇的特性，其中之一就是“糾纏”。對(duì)處于糾纏態(tài)的其中一個(gè)粒子進(jìn)行操作，會(huì)影響到另一個(gè)粒子。不管這兩個(gè)粒子相距多遠(yuǎn)，他們都有著不可思議的“心靈感應(yīng)”。

于是，量子隱形傳態(tài)的概念被提出：關(guān)于一個(gè)量子客體的全部信息在某個(gè)地點(diǎn)被掃描輸入，又能在一個(gè)新的地點(diǎn)重構(gòu)出來(lái)。

但是，傳遞處于糾纏態(tài)粒子的過(guò)程，充滿著噪音、散射和各種形式的其他干擾，任何一種干擾都會(huì)破壞隱形傳態(tài)所必需的精巧的量子關(guān)聯(lián)。比如，糾纏光子通過(guò)光纖傳輸，但光纖會(huì)吸收光，這大大限制了光子的傳輸距離。潘建偉說(shuō)，即使存在超出目前技術(shù)水平的10G赫茲理想單光子源和100%探測(cè)效率的理想單光子探測(cè)器，但若要在1000公里光纖中進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)量子通信，每300年也只能傳輸一個(gè)比特。“因此，要實(shí)現(xiàn)覆蓋全球的廣域量子保密通信，還需要借助衛(wèi)星的中轉(zhuǎn)。”

通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)，量子隱形傳態(tài)的距離紀(jì)錄被中外科學(xué)家一再刷新。

2005年，潘建偉團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了13公里自由空間量子糾纏和密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)，證實(shí)光子穿透大氣層后，其量子態(tài)能夠有效保持。

2007年開始，潘建偉與中科院一些機(jī)構(gòu)合作，做地面驗(yàn)證。2010年，他們論證了發(fā)射衛(wèi)星的可能性；2011年底，量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星項(xiàng)目正式立項(xiàng)。