2016年12月22日，麗江量子通信地面站望遠(yuǎn)鏡發(fā)射紅色信標(biāo)光，“等待”“墨子號”過境。 新華社記者 金立旺 攝

新華社北京８月９日電（記者董瑞豐、徐海濤）中國科學(xué)院１０日凌晨宣布，“墨子號”量子科學(xué)實驗衛(wèi)星用１年時間提前實現(xiàn)了既定２年完成的科學(xué)目標(biāo)。中科院院長白春禮說，系列成果贏得巨大國際聲譽(yù)，標(biāo)志著我國在量子通信領(lǐng)域的研究在國際上達(dá)到全面領(lǐng)先的優(yōu)勢地位。

從衛(wèi)星到地面的量子密鑰分發(fā)，以及從地面到衛(wèi)星的量子隱形傳態(tài)，是“墨子號”最新實現(xiàn)的科學(xué)目標(biāo)。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、彭承志團(tuán)隊聯(lián)合中科院上海技術(shù)物理研究所等單位完成上述重要成果，在線發(fā)表于國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》。

據(jù)了解，星地高速量子密鑰分發(fā)實驗采用衛(wèi)星發(fā)射量子信號、地面接收的方式，“墨子號”量子衛(wèi)星過境時，與河北興隆地面光學(xué)站建立光鏈路，通信距離為６４５公里至１２００公里。衛(wèi)星上量子誘騙態(tài)光源平均每秒發(fā)送４０００萬個信號光子，一次過軌對接實驗可生成３００千比特（ｋｂｉｔ）的安全密鑰，平均成碼率可達(dá)１．１千比特／秒（ｋｂｐｓ）。

潘建偉介紹，這一成果為構(gòu)建覆蓋全球的量子保密通信網(wǎng)絡(luò)奠定了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。以星地量子密鑰分發(fā)為基礎(chǔ)，將衛(wèi)星作為可信中繼，可以實現(xiàn)地球上任意兩點的密鑰共享，將量子密鑰分發(fā)范圍擴(kuò)展到覆蓋全球。

《自然》審稿人表示，星地量子密鑰分發(fā)成果是“本領(lǐng)域的一個里程碑”。

地星量子隱形傳態(tài)實驗采用地面發(fā)射糾纏光子、天上接收的方式，“墨子號”量子衛(wèi)星過境時，與海拔５１００米的西藏阿里地面站建立光鏈路。地面光源每秒產(chǎn)生８０００個量子隱形傳態(tài)事例，地面向衛(wèi)星發(fā)射糾纏光子，實驗通信距離為５００公里至１４００公里，所有６個待傳送態(tài)均以大于９９．７％的置信度超越經(jīng)典極限。

潘建偉介紹，假設(shè)在同樣長度的光纖中重復(fù)這一工作，需要３８００億年才能觀測到１個事例。這一成果為未來開展空間尺度量子通信網(wǎng)絡(luò)研究，以及空間量子物理學(xué)和量子引力實驗檢驗等研究奠定了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。

《自然》審稿人表示，這些結(jié)果代表了遠(yuǎn)距離量子通信持續(xù)探索中的重大突破。