量子态隐形传输就是指利用"量子纠缠"技术,借助卫星_量子卫星_量子传输物体(2)

2012年，潘建伟等中国科学家曾在国际上首次成功实现百千米量级的自由空间量子隐形传输和纠缠分发，为发射全球首颗量子科学实验卫星奠定了技术基础。

尚需克服诸多技术难题

我国量子科学实验卫星质量约640千克，由长征-2D运载火箭发射，运行于500千米太阳同步轨道，轨道倾角为97.37°，设计在轨运行寿命2年。科学家已在相距300千米的地面成功进行了量子纠缠实验，而量子科学实验卫星将把这个实验带到外层空间，连接中国和欧洲之间的量子通信网，旨在建立卫星与地面远距离量子科学实验平台，在国际上首次在空间大尺度下实现星地自由空间量子密钥生成和分发，以及量子隐形传态实验等。

不过，在太空进行量子科学实验非常复杂，对实验设备要求也超乎寻常的高。例如，在空间载荷方面，卫星与地面站的微弧度要高精度跟瞄。在卫星的飞行过程中，它携带的两个激光器要分别瞄准两个地面站，向左向右同时传输量子密钥。为了让穿越大气层后光子的“针尖”仍能对上接收站的“麦芒”，在飞行的过程中要始终保证精确对准，跟踪要达到相当高的精度，这也是国际上从来没有人做过的。激光器一站对准一站的有人做过，但是一颗卫星对准两个地面站的从来没有过，而且还要保证对得准确，这方面我国研制团队已经在地面上做过模拟仿真实验，但还是要到真正上天以后才知道最终成功与否，所以这也是很大的技术挑战，如果能够做到的话，在国际上也是第一次做这么高精度的跟踪和地面站配合。

该卫星的核心是一个能够产生成对纠缠态光量子的晶体，无论它们分开多远，其性质仍然能纠缠在一起。其第一个任务是发送这些成对量子中的一方去往在北京和维也纳的地面站，并使用它们来生成密钥；第二个任务是证明这个纠缠可以存在于相隔上千米的粒子之间，因为量子理论预测纠缠一直存在于任何距离；第三个任务是尝试地面与卫星之间量子隐形传态，使用通过传统方式传输来的纠缠光量子对及其所携带的信息，在一个新位置重建光子的量子状态。

2030年我国将建成

全球化量子通信网络量子通信卫星运行的轨道较低，覆盖面积小。如果要在全世界范围内保障通信安全，大约需要 20 颗量子通信卫星。

据悉，按照规划，我国在2016年发射首颗量子通信卫星，建设以4个量子通信地面站和1个空间量子隐形传态实验站为核心的空间量子科学实验系统后，还将发射更多的量子通信卫星。到2020年，我国量子通信市场规模将达210亿元。随着量子通信在各领域的不断渗透，预计国内量子加密潜在市场规模有望达到500亿至1000亿元。到2020年还要实现亚洲与欧洲的洲际量子密钥分发，届时联接亚洲与欧洲的洲际量子通信网也将建成。到2030年左右，我国将建成全球化的广域量子通信网络。

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