【央视聚焦】创新跨越2020 “墨子号”引领实验 量子通信取得重大进展(附视频)

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关键词: 重大进展进展通信
资讯来源:合肥高新发布
发布时间: 2020-09-27






































视频来源: 《朝闻天下》



《“墨子号”——漫漫追星路》
“墨子号”是全球首颗量子科学实验卫星,是十二五期间立项的四颗先导卫星中的一个。2011年由中科院牵头研制,于2016年8月16号在酒泉卫星发射中心发射,墨子号的研制周期大概为五年的时间。

卫星发射以后,首先进行了四个月的在轨测试,2017年的1月18号正式交付使用,供科学家进行科学实验,其设定的使用寿命是两年。但实际上,在卫星发射之后一周年的2017年的8月,科学家们已经完成了所有的实验。后续的三年,一直都在开展相应的拓展实验。







“墨子号”相关动态、实验进展及科学成果




“墨子号”实现基于纠缠的无中继千公里量子保密通

2020年6月15日,英国《自然》杂志在线发表了一篇题为《基于纠缠的千公里级安全量子加密》的研究论文。潘建伟团队联合英国牛津大学教授Artur Ekert,中科院院士、中科院上海技术物理研究所研究员王建宇团队,中科院微小卫星创新研究院,中科院光电技术研究所等相关团队,利用“墨子号”量子科学实验卫星,在国际上首次实现了基于纠缠的千公里级量子密钥分发。

该实验成果不仅将以往地面无中继量子保密通信的空间距离提高了一个数量级,并且通过物理原理,确保了即使在卫星被他方控制的极端情况下,依然能实现安全的量子通信,成为量子通信向现实应用的重要突破。


“墨子号”实验卫星实现安全时间传递


中国科学技术大学潘建伟及其同事彭承志、徐飞虎等利用“墨子号”量子科学实验卫星,在国际上首次实现量子安全时间传递的原理性实验验证,为未来构建安全的卫星导航系统奠定了基础。该成果5月11日在线发表于《自然—物理》。
基于“墨子号”量子科学实验卫星,潘建伟团队突破了星地单光子时间传递、高速率星地双向异步激光时间应答器等关键技术,实现了星地量子安全时间同步的技术验证,获得了30皮秒精度的星地时间传递,此精度达到了星地激光时间传递的国际先进水平。该工作得到了审稿人的高度评价:“该实验在空间量子实验领域又一次超越了现有技术水平”,“这对于量子技术的实用化至关重要”。上述研究成果将有效推动量子精密测量相关领域的研究和应用。

全球首个可移动量子卫星地面站与“墨子号”对接成功


2019年12月30日,由中国科学技术大学、科大国盾量子技术股份有限公司和济南量子技术研究院共同研制的全球首个可移动量子卫星地面站,在济南与“墨子号”卫星对接成功,标志着我国在量子领域的科技创新与应用取得了重要突破。

当前,济南量子通信试验网已成功接入“京沪干线”,成为我国广域量子通信网络中的重要组成部分。在此基础上建设的“墨子号”量子卫星济南地面站,将开展量子密钥分发等相关技术研究,并进一步服务政务、金融、教育等领域需求,打造“量子+”应用示范新工程。


实现对引力诱导量子退相干模型的卫星检验获评2019年度中国科学十大进展


中国科学技术大学潘建伟及其同事彭承志、范靖云等与合作者,利用“墨子号”量子科学实验卫星,在国际上率先在太空中开展了引力诱导量子纠缠退相干的实验检验,对穿越地球引力场的量子纠缠光子退相干情况进行测试。根据“事件形式”理论模型预言,纠缠光子对在地球引力场中的传播,其关联性会概率性地损失;而依据现有的量子力学理论,所有纠缠光子对将保持纠缠特性。最终,卫星实验检验结果并不支持“事件形式”理论模型的预测,而与标准量子理论一致。这是国际上首次利用量子卫星在地球引力场中对尝试融合量子力学与广义相对论的理论进行实验检验,将极大地推动相关物理学基础理论和实验研究。



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信息来源:国盾量子、中国科学报、合肥高新发布综合整理等

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