中國發射全球首顆量子衛星「墨子號」,欲發展保密度高的量子通訊

作者 | 發布日期 2016 年 08 月 16 日 19:24 | 分類 中國觀察 , 尖端科技 , 航太科技 follow us in feedly
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8 月 16 日上午 1 時 40 分,在中國甘肅酒泉衛星發射中心,長征二號丁運載火箭成功將一顆衛星發射升空,然而,這顆衛星與目前所發射過的大多數衛星大不相同,它是全球第一顆量子科學實驗衛星——名為「墨子號」,升空的目標是要實現衛星與地面間的量子通訊。



在物理學中常用到的量子概念,是指微觀世界裡不可分割的最小能量單位,而量子通訊是指由量子態攜帶訊息的通訊方式,提供全新的方式對資訊進行編碼、儲存、傳輸與邏輯操作,利用光子等基本粒子的量子糾纏原理,實現保密通訊的過程。

根據新華社報導,量子衛星「墨子號」是中科院空間科學先導專項首批科學實驗衛星之一,這項量子衛星工程是從 2011 年開始建設,除了量子衛星之外,還包括位於新疆南山、青海德令哈、北京興隆與雲南麗江等 4 處的量子通訊地面站,以及在西藏阿里的量子隱形傳態實驗室。其工程由中科院國家空間科學中心總負責,至於提出科學目標與研製科學應用系統的,則是中國科學技術大學。

對於建置這顆量子衛星及其系統所花費的金額,中國並未對外透露,但針對量子物理等原理的研究資金,則是從 2005 年的 19 億美元大幅增加,到了 2015 年,量子物理的研究資金就高達 1,010 億美元。

墨子號量子衛星的設計壽命為 2 年,目標是要進行星地高速量子密碼分發實驗,以及廣域量子密碼網絡實驗,以取得空間量子通訊實用化的重大突破,另外,也將進行量子糾纏分發與量子隱形傳態實驗,在太空中驗證量子力學理論。

量子密碼公司 ID Quantique 創辦人之一 Gregoir Ribordy 表示,量子密碼非常安全,以具有量子態的物質做為密碼,只要一測得外來訊息的出現、或密碼被攔截,本身的狀態就會產生改變,攔截者只能取得無效的訊息,足以抵禦任何演算能力的侵襲,他比喻,量子密碼的概念,就像是把訊息寫在泡泡上,「假如有人試著在訊息傳遞的過程中將其攔截,一旦觸摸了泡泡,泡泡便會消失不見」。

對於這次的墨子號量子科學衛星實驗,中國量子衛星首席科學家潘建偉說明,量子通訊的安全性基於量子物理基本原理,因單光子的不可分割性與量子態的不可複製性,保證訊息能不被竊聽與破解,可確保身份認證、傳輸加密等資訊安全問題,除了用於國家安全保密外,對保護商業機密或個人隱私方面也能有所貢獻。

(首圖來源:新華網)

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