中國在 2016 年發射世界首顆量子科學實驗衛星「墨子號」，於該領域率先取得重大成就，此後幾年更悄悄開展後續任務，該國下顆量子衛星預計發射至中、高地軌道，大幅提升量子加密通訊強度，所需技術也變得更具挑戰性。
2016 年 8 月 16 日，中國在中國科學院太空科學先導專案一期支持下，發射該國完全自主研發的世界首顆量子科學實驗衛星「墨子號」至低地軌道，率先開展一系列太空量子科學實驗，並首次實現洲際量子密鑰傳輸：2017 年成功將金鑰分別發送至中國德令哈、南山地面站，兩者相距約 1,200 公里；2018 年進一步成功將金鑰分別發送至中國、奧地利地面站，兩者相距 7,600 公里。
當時，美國甚至還沒有可運作的量子密鑰分發（quantum key distribution，QKD）衛星系統，墨子號成功後，歐美國家迅速跟進強化太空量子科學、乃至整個量子資訊領域佈局。
過去 7、8 年國際上提出許多量子科學探測衛星計畫，但到目前為止，無論小型或單向量子實驗，仍還沒有全面進行量子通訊測試的衛星。
中國也沒有因此滿足，今年 10 月 15 日，中國科學院院士王建宇在第三屆中國太空科學大會上說：「低軌量子金鑰衛星網路、中高軌道量子科學實驗平台是未來主要發展方向。」
低地軌道上，該國打算組建由多顆奈米量子衛星構成的低軌量子金鑰衛星網路，提供保密通訊和金鑰分發服務。
▲ 中國打算組建由多顆奈米量子衛星構成的低軌量子金鑰衛星網路。（Source：pixabay）
該國也在籌備新的量子衛星，希望建立包含衛星系統、科學應用系統、地面支撐系統、運載系統、發射場系統、測控系統的中高軌量子衛星工程系統，目標將 QKD 通訊從低地軌道提升至中高軌道。
中高軌量子科學實驗衛星比墨子號複雜得多，中國科學家必須在更長距離上準確傳輸量子密鑰，這也代表他們必須具備更多關鍵技術能力，比如星地光路對準、星載量子光源、系統偏振保持、近衍射極限量子發射、微振動抑制技術等。
王建宇表示，中高軌量子科學實驗衛星目標進行全天時量子通訊實驗，與經典通訊網路實現無縫銜接，為量子通訊應用奠定基礎；還會進行地球尺度量子力學完備性檢驗，探討重力場的量子效應檢驗、重力紅移測量等新方法。
量子密鑰分發、量子金鑰加密技術採用量子纏結原理，將在未來形成通訊流無法被破解的局面，還可絕對檢測是否有第三方在傳輸過程截獲消息，雖然某種程度上訊號仍可被高明手法封鎖。
目前中國已不是唯一投入量子衛星領域的國家，歐洲太空總署去年宣布正在準備發射一顆展示量子密鑰分發技術的衛星，稱為 Eagle-1。
- China’s Quantum Satellite Program Designed to Transmit Unhackable Information
- China plans to take ‘hack-proof’ quantum satellite technology to new heights
（首圖來源：pixabay）
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