“墨子號”提前實(shí)現(xiàn)科學(xué)目標(biāo) 量子技術(shù)突破天空限制
還有6天,距離全球第一顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號”發(fā)射升空就要滿一整年了。8月10日,這顆衛(wèi)星的首席科學(xué)家、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉院士領(lǐng)導(dǎo)的中科院聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)向外界又公布了一項(xiàng)重大成果——“墨子號”在國際上第一次成功實(shí)現(xiàn)了“千公里級”的星地雙向量子通信。 星地量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn),2017年5月拍攝于烏魯木齊南山。多張照片合成了衛(wèi)星過境的全貌,背景是恒星的星軌。中科院供圖 地星量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn),2017年4月拍攝于西藏阿里。中科院供圖 《自然》雜志的物理科學(xué)主編卡爾·齊姆勒斯感慨“這是十分令人激動(dòng)的消息(very exciting stuff)”,并給出評價(jià):“以前人們會說量子技術(shù)的極限在天邊,但這說法其實(shí)有些保守了!迸私▊F(tuán)隊(duì)這些實(shí)驗(yàn)中,量子技術(shù)就已經(jīng)突破“天空的限制(gone beyond the sky)”,并將應(yīng)用型量子通信技術(shù)方面的研究提升到如此的“天文高度(astronomical height)”。 一個(gè)多月前,潘建偉團(tuán)隊(duì)在國際上率先實(shí)現(xiàn)“千公里級”的星地雙向量子糾纏分發(fā),并將成果發(fā)表在6月16日的《科學(xué)》雜志上,完成了“墨子號”一項(xiàng)科學(xué)任務(wù)即“星地雙向量子糾纏分發(fā)”;如今則將另外兩項(xiàng)任務(wù)一并完成:高速星地量子密鑰分發(fā)和地星量子隱形傳態(tài),相關(guān)成果已在線發(fā)表在8月10日的《自然》雜志上。 至此,屬于中國的“墨子號”量子衛(wèi)星,已提前完成預(yù)先設(shè)定的三大科學(xué)目標(biāo)。在8月4日的媒體見面會上,中國科學(xué)院院長白春禮對中國青年報(bào)·中青在線等媒體表示,“(‘墨子號’量子衛(wèi)星)系列成果贏得了巨大國際聲譽(yù),標(biāo)志著我國量子通信領(lǐng)域的研究在國際上達(dá)到‘全面領(lǐng)先’的優(yōu)勢地位! 關(guān)乎“無條件安全通信方式”的實(shí)驗(yàn):投稿最早,發(fā)表最晚 千百年來,人們對于通信安全的追求從未停止。然而,基于計(jì)算復(fù)雜性的傳統(tǒng)加密技術(shù),在原理上存在著被破譯的可能性。隨著數(shù)學(xué)和計(jì)算能力的不斷提升,經(jīng)典密碼被破譯的可能性與日俱增—— 1999年,傳統(tǒng)加密算法RSA512被破解;2009年,RSA768被破解;“尚未被破解”的RSA1024,也被認(rèn)為“被破解是早晚的事”。至于所謂下一代標(biāo)準(zhǔn)密碼“配對密碼”,則在2012年就已經(jīng)被破解。2017年2月,谷歌破解了廣泛應(yīng)用于文件數(shù)字證書中的SHA-1算法。以至于有人說,“人們懷疑,以人類的才智無法構(gòu)造人類自身不可破解的密碼”。 然而,量子力學(xué)100多年的發(fā)展,卻給人類帶來另一種可能。 潘建偉說,與經(jīng)典通信不同,量子密鑰分發(fā)通過量子態(tài)的傳輸,在遙遠(yuǎn)兩地的用戶,可共享無條件安全的密鑰,利用該密鑰對信息進(jìn)行一次一密的嚴(yán)格加密——這是目前人類唯一已知的不可竊聽、不可破譯的無條件安全的通信方式。 |