中国发射全球首颗量子卫星“墨子号”，欲发展保密度高的量子通讯

半导体行业观察8 月 16 日 1 时 40 分，在中国甘肃酒泉卫星发射中心，长征二号丁运载火箭成功将一颗卫星发射升空，然而，这颗卫星与目前所发射过的大多数卫星大不相同，它是全球第一颗量子科学实验卫星——名为“墨子号”，升空的目标是要实现卫星与地面间的量子通讯。

在物理学中常用到的量子概念，是指微观世界里不可分割的最小能量单位，而量子通讯是指由量子态携带讯息的通讯方式，提供全新的方式对资讯进行编码、储存、传输与逻辑操作，利用光子等基本粒子的量子纠缠原理，实现保密通讯的过程。

根据新华社报导，量子卫星“墨子号”是中科院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一，这项量子卫星工程是从 2011 年开始建设，除了量子卫星之外，还包括位于新疆南山、青海德令哈、北京兴隆与云南丽江等 4 处的量子通讯地面站，以及在西藏阿里的量子隐形传态实验室。其工程由中科院国家空间科学中心总负责，至于提出科学目标与研制科学应用系统的，则是中国科学技术大学。

对于建置这颗量子卫星及其系统所花费的金额，中国并未对外透露，但针对量子物理等原理的研究资金，则是从 2005 年的 19 亿美元大幅增加，到了 2015 年，量子物理的研究资金就高达 1,010 亿美元。

墨子号量子卫星的设计寿命为 2 年，目标是要进行星地高速量子密码分发实验，以及广域量子密码网络实验，以取得空间量子通讯实用化的重大突破，另外，也将进行量子纠缠分发与量子隐形传态实验，在太空中验证量子力学理论。

量子密码公司 ID Quantique 创办人之一 Gregoir Ribordy 表示，量子密码非常安全，以具有量子态的物质做为密码，只要一测得外来讯息的出现、或密码被拦截，本身的状态就会产生改变，拦截者只能取得无效的讯息，足以抵御任何演算能力的侵袭，他比喻，量子密码的概念，就像是把讯息写在泡泡上，“假如有人试着在讯息传递的过程中将其拦截，一旦触摸了泡泡，泡泡便会消失不见”。

对于这次的墨子号量子科学卫星实验，中国量子卫星首席科学家潘建伟说明，量子通讯的安全性基于量子物理基本原理，因单光子的不可分割性与量子态的不可复制性，保证讯息能不被窃听与破解，可确保身份认证、传输加密等资讯安全问题，除了用于国家安全保密外，对保护商业机密或个人隐私方面也能有所贡献。

（首图来源：新华网）

参考资料：

• China’s Latest Leap Forward Isn’t Just Great—It’s Quantum
• 我国成功发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”

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