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在安徽創新館拍攝的“墨子號”量子衛星模型（資料照片）。新華社記者 劉軍喜 攝

人類一直向往插上翅膀飛向太空，探索宇宙的奧秘。自古以來，中國人在探索浩瀚宇宙進程中一直不懈努力。近年來，中國科學技術大學科研團隊勇攀空間量子信息科技高峰，取得了一系列全球矚目的成果。

全球首顆量子科學實驗衛星

潘建偉團隊早在2003年就提出了利用衛星實現遠距離量子糾纏分發的方案，隨后于2005年在國際上首次實現了水平距離13公里（大于大氣層垂直厚度）的自由空間雙向量子糾纏分發。2010年，該團隊又在國際上首次實現了基于量子糾纏分發的16公里量子態隱形傳輸。2011年底，中科院戰略性先導科技專項“量子科學實驗衛星”正式立項。2012年，潘建偉領導的中科院聯合研究團隊在青海湖實現了首個百公里的雙向量子糾纏分發和量子隱形傳態，充分驗證了利用衛星實現量子通信的可行性。隨后，該團隊經過艱苦攻關，克服種種困難，最終研制成功了“墨子號”量子科學實驗衛星。

2016年8月16日1時40分，我國在酒泉衛星發射中心用運載火箭將“墨子號”衛星發射升空?！澳犹枴毕仍诨鸺龔姶笸屏Φ淖饔孟录铀偕仙?，到達預定軌道后與火箭成功分離，繞地球做圓周運動，成為世界首顆量子科學實驗衛星。

升空之后，“墨子號”配合多個地面站，在國際上率先實現星地高速量子密鑰分發、星地雙向量子糾纏分發及空間尺度量子非定域性檢驗、地星量子隱形傳態以及探索廣域量子密鑰組網等實驗。

“墨子號”以中國古代科學家墨子的名字命名。墨子最早提出光沿直線傳播，設計了小孔成像實驗，“墨子號”的命名又一次提升了中華民族的文化自信。

4月25日，在中國科學技術大學中科院量子信息與量子科技創新研究院多光子糾纏研究室，科研人員調試干涉儀線路（資料照片）。 本報記者 徐旻昊 攝

走在世界前列的量子通信

量子通信基于量子物理學的基本原理，克服了經典加密技術內在的安全隱患，是迄今為止唯一被嚴格證明是無條件安全的通信方式，可以從根本上解決國防、金融、政務、商業等領域的信息安全問題。目前，基于光纖的城域和城際量子通信技術正在走向實用化和產業化，我國在這方面已經走在了世界前列。

“墨子號”正是在這種大背景下應運而生?！澳犹枴笔侵锌圃嚎臻g科學戰略性先導科技專項中首批確定的5顆科學實驗衛星之一。在潘建偉看來，如果說地面量子通信構建了一張連接每個城市、每個信息傳輸點的“網”，那么“墨子號”就像一桿將這張網射向太空的“標槍”，“天地網”織就后，海量信息將實現無條件安全。

“墨子號”研制過程中，攻克了許多技術難題。比如量子糾纏源，雖然只有機頂盒大小，作用卻非常關鍵，是衛星在空中做各種實驗的源頭。平時實驗室里糾纏源的體積非常大，研究人員不僅實現了小型化，還通過一系列創新讓它滿足空間環境要求。此外，“墨子號”對精準控制的要求也前所未有地高?！澳犹枴毕到y總師朱振才介紹，量子衛星飛行中，攜帶的兩個激光器要分別瞄準兩個相距上千公里的地面站，向左向右同時傳輸量子密鑰，且衛星上的光軸和地面望遠鏡的光軸要始終精確對準，就好比衛星上的“針尖”對地面上的“麥芒”。

在5月21日開幕的第12屆中國中部投資貿易博覽會上，安徽展區工作人員介紹本源量子研發的量子計算學習機（資料照片）。 本報記者 徐旻昊 攝

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天地一體化廣域量子通信網初現

近年來，我國在量子通信領域取得了顯著的成就，“墨子號”作為我國在量子通信領域里的主要系統，一直承擔著中流砥柱的作用?！澳犹枴弊陨咸煲詠恚粌H實現“千公里級”的星地雙向量子糾纏分發，打破此前國際上保持多年的“百公里級”紀錄，而且在國際上第一次成功實現“千公里級”的星地雙向量子通信，提前完成預先設定的量子糾纏分發、量子密鑰分發、量子隱形傳態三大科學任務，并且結合“京滬干線”首次成功實現洲際量子保密通信。

在不斷地自我超越的基礎上，今年1月7日，中國科學技術大學宣布，中國科研團隊成功實現了跨越4600公里的星地量子密鑰分發，標志著我國已構建出天地一體化廣域量子通信網雛形，證明了廣域量子保密通信技術在實際應用中的條件已初步成熟，為未來實現覆蓋全球的量子保密通信網絡奠定了科學與技術基礎。

先人的智慧和當今的科技在“墨子號”上交相輝映，燦爛的中華文明再次在太空閃耀出驕人的光芒。據科學家透露，在不久的將來，還會有“墨子二號”“墨子三號”等陸續上天。未來，一個由幾十顆量子衛星組成的璀璨星群，將與地面量子通信干線攜手，支撐起天地一體化的量子通信網。到2030年，中國力爭率先建成全球化的廣域量子保密通信網絡。(本報記者　陳婉婉)

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