世界首顆量子科學實驗衞星將發射:絕對安全的通信保密?


據悉,8月中旬,中國將發射首顆量子科學實驗衞星,利用量子糾纏加強人類保密通信。理論上説,這或將能實現絕對安全保密通信。

所謂量子糾纏,就是愛因斯坦説的“幽靈般的超距離作用”——兩顆光子無論相距多遠,都會處於“一個變化,另一個亦隨之同步變化”的糾纏狀態。因此,一對量子糾纏的光子可以被當作鑰匙分發給任何兩地,A的光子發生變化,B也會馬上心靈感應,呈現出同樣的變化。這樣一來,不管發送什麼密電通信,兩地受到的信息都會一樣,外人想要篡改、盜取則幾乎不可能。

操作原理來説,量子科學家通過操縱激光發生器,讓一個光子分為兩個糾纏的光子。據了解,經過20年的潛心研究,中科大潘建偉教授等科學家發明了能夠長時間(毫秒級)存儲量子的中繼器。有了這個中繼器,人類發傳送糾纏光子的距離超過一百公里。據悉,中國的“北京—濟南—合肥—上海”量子通信幹線已經建立。


説回這顆即將發射的衞星。據悉,即將發射的中國量子衞星質量約600千克,由長征—2D火箭運載,運行於500千米太陽同步軌道。衞星將攜帶一塊晶體來製造激光和一對糾纏光子,並將他們分發到兩個地面站。經過編碼的光子將被髮射到地面,由地面系統負責接收。由於無論是近地面空氣還是光纖玻璃都容易阻擋和吸收光子,因此到時將採取跨越大氣層的衞星量子通信方案,來避免上述阻礙。

量子衞星的兩個激光器必須分別瞄準兩個地面站,精度極高,被稱為“針尖對麥芒”。為了讓單個光子傳送數百公里,穿越大氣還能鑽進地面接收器,中國量子衞星必須時刻矯正位置,控制傳輸錯誤率。

近兩年,意大利、新加坡和英國的科學家曾利用衞星探索天地量子通信的可行性,為量子保密通信打下了基礎,接下來,中國將通過發射量子通信衞星來驗證整個量子保密通信流程。


資料來源:雷鋒網
作者/編輯:温曉樺

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