中國量子衛星鏈接延伸超過1千公里，目前已經走在世界前列

據美國IEEE Spectrum網站6月15日報導，中國量子衛星鏈接延伸超過1,000公里，新系統向實際應用量子加密技術前進了一步。

一項新的研究結果顯示，衛星實驗將距離地面站相距1000多公里的衛星相連接成功，因此基於太空的，幾乎無法被破解的量子互聯網可能離現實更近了一步。

量子物理學使被稱為量子糾纏的奇怪效應成為可能。本質上，兩個或多個粒子（例如被鏈接或“糾纏”的光子）可以同時相互影響，無論它們相距多遠。

量子糾纏是量子計算機，連接它們的量子網絡，以及最複雜的量子密碼技術（在理論上是確保信息交換的理論上不可破解的手段）在運行中的重要因素。

迄今為止，研究人員在地球上的各個站點之間生成量子密碼鏈接的最大距離大約為144公里。原則上，衛星可以充當地面站之間的中繼站，以大大增加量子鏈路可以延伸的長度。

2017年，中國科學家使用綽號為“墨子”的衛星進行量子科學實驗，該衛星通過糾纏連接地球上相距約1200公里的站點。儘管這些實驗每秒產生約590萬個糾纏的光子對，但研究人員每秒只能檢測到一對光子，對於使用基於糾纏的量子密碼學來說，效率太低了。

現在，這些研究人員已經使用“墨子”衛星實現了基於糾纏的量子密碼學的目標。科學家在今年6月15日的《自然》雜誌上詳細介紹了他們的發現，並稱他們再次連接了相距1120公里的兩個天文台。但是這一次，鏈接的收集效率提高了四倍，從而實現了每秒約0.12位的數據速率。

“墨子”衛星在500公里高度的太陽同步軌道上飛行。中國南山和德令哈地面站之間的物理距離為1120公里。科學家在中國的德令哈和南山建立了兩個地面站。每個站點都有專門為量子實驗設計的1.2米寬的新建望遠鏡。

為了提高量子密碼鏈接的效率，研究人員專注於改進衛星地面站的獲取，定向和跟蹤目標的系統。他們還確保提高了地面上的鏡頭和其他光學設備的接收效率。

“我們在此處證明了基於量子糾纏的量子密碼的一個顯著特徵是，即使衛星是由對手控制的，也能確保安全性，”研究高級作者潘建偉說。換句話說，即使不受歡迎的第三方控制了衛星，他們也不會在其他參與者不知情的情況下竊聽通過衛星進行的通信。

科學家指出，他們可以將星載糾纏光子源的亮度提高大約100倍。這可以將系統的數據速率提高到每秒數十位。