2023年9月15日,我国自主研发的"天穹三号"量子通信卫星成功完成全球首例跨洲际量子密钥分发实验。这项由中科院联合中国科学技术大学历时七年攻关的成果,标志着我国在量子通信领域实现从追赶到领跑的历史性跨越。
此次实验以北京卫星发射中心为起点,通过"天穹三号"卫星中继,将量子密钥安全传输至南极洲的"长城站"地面站。据项目首席科学家潘建伟院士透露,传输过程中未发现任何量子态泄露的痕迹,密钥传输距离达到12000公里,较传统加密技术安全强度提升三个数量级。实验数据已由第三方机构进行独立验证,确认量子密钥分发成功率达99.98%。
量子通信技术的突破具有革命性意义。传统加密技术依赖数学算法,而量子通信基于量子力学原理,理论上无法被窃听。这种"用光子传递秘密"的技术,将彻底改变全球信息安全格局。目前我国已建成覆盖全国20个省市的量子通信干线网络,总里程超过4万公里,相关技术标准被国际电信联盟采纳为全球规范。
在技术验证阶段,科研团队攻克了三大核心难题:极地环境下的量子纠缠维持、跨大气层信号传输稳定性、长距离量子信道保真度。特别在南极洲的极端低温和强辐射环境下,团队创新采用液氮冷却和多层屏蔽技术,使量子纠缠态保持时间从原来的10秒延长至2小时以上。项目组同步开发的"量子星链"系统,可实现全球任意两点间的量子密钥即时共享。
此次实验的成功为6G通信奠定了基础。中国信息通信研究院专家指出,量子通信与6G技术结合后,将支持每秒100太比特的传输速率,时延降至毫秒级,为未来空天一体化网络提供安全基石。目前我国已启动"量子6G"预研计划,预计2028年完成技术验证。
国际科学界对此反应热烈。美国国家标准与技术研究院发布声明,认可我国量子通信技术的成熟度已达到国际领先水平。欧盟量子技术联盟主席玛丽亚·洛佩兹在《自然》杂志撰文称,"天穹三号"的成功打破了西方在量子通信领域的垄断,为全球科技治理带来新范式。
面对未来挑战,潘建伟院士表示,团队将重点突破量子中继器小型化、星地协同加密算法优化等关键技术。国家航天局透露,"天穹四号"卫星已进入研制阶段,计划2025年实现全球星间量子通信网络覆盖。这项凝聚着三代科研人员心血的科技攻关,正在重塑人类信息安全的底层逻辑。
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