【文汇网讯】(香港文汇网记者 刘凝哲 北京报道)中国发射的世界首颗量子科学实验卫星「墨子号」经过4个月在轨测试，各项测试指标今年达到甚至优于任务要求。量子卫星首席科学家潘建伟院士表示，「墨子号」可在千公里外的外太空以10kbps的速率给地面站分发量子密钥，比地面同距离光纤量子通信水平提高了15个数量级以上。这一技术突破令中国具备对南海诸岛、远洋舰艇等光纤无法复盖地区提供量子通信保障的能力，将为中国构建全球天地一体化量子保密通信网络提供技术支撑。
「墨子号」是中国完全自主研制的世界上第一颗空间量子科学实验卫星。经过中国科学技术大学、中科院上海技术物理研究所、中科院微小卫星创新研究院、中科院光电技术研究所、国家天文台、国家空间科学中心等单位10余年的协同攻关，「墨子号」在2016年8月16日于酒泉卫星发射中心升空。这是国际上首次开展空间尺度量子科学实验，创新性地突破了包括星地量子信道、空间单光子探测、高亮度空间量子纠缠光源等多项国际领先的关键技术。
1月18日，「墨子号」在圆满完成4个月的在轨测试后，正式交付给科学家团队使用。据了解，「墨子号」依据在轨测试大纲完成了卫星、载荷及天地一体化测试内容，验证了卫星平台及有效载荷整体性能满足量子科学实验卫星研制总要求及科学实验任务需求。其中，多项测试结果优于预期，并已取到初步实验数据，这令潘建伟等科学家及工程人员十分惊喜。
通过卫星和地面站之间的量子密钥分发，实现星地量子保密通信，并通过卫星中转实现可复盖全球的量子保密通信，是「墨子号」卫星的主要应用目标。在轨测试显示，「墨子号」可在千公里外的外太空以10kbps的速率给地面站分发量子密钥，比地面同距离光纤量子通信水平提高了15个数量级以上。「原来如果用光纤从北京到上海直接送的话，大概每300年只能送一个密钥。有了这个技术后，与光纤技术相比，1000公里速率提高16个数量级，1200公里速率提高20个数量级，从这个角度来讲，是非常非常巨大的改变」，潘建伟院士表示。
这一技术的突破，令中国具备了对海南诸岛、驻外使领馆、远洋舰艇等光纤无法复盖的地区直接提供高安全等级量子通信保障的能力，并为中国未来构建复盖全球的天地一体化量子保密通信网络提供可靠的技术支撑。
不仅是应用方面，「墨子号」还肩负着中国科学界多项前沿研究的重任。在轨测试期间，中国科学家通过「墨子号」的星地纠缠分发，能够在相距1200公里以上的两个地面站之间以1对/秒的速度建立起量子纠缠，而这将使得人类首次具有在空间尺度开展量子科学实验的能力，并为未来在外太空开展广义相对论、量子引力等物理学基本原理的检验做好技术准备，相对将成为中国在基础物理学领域对世界的又一重要贡献。
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