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中国第三艘国产航母震惊英国:造价近两千亿  

2016-12-31 12:43:25|  分类: 红色公民 |  标签: |举报 |字号 订阅

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2016816日凌晨141,备受瞩目的中国首颗量子科学实验卫星墨子在酒泉成功发射升空。中国发射全球首颗量子卫星,这不仅仅是中国迈出构建量子通信网络的第一步,也是一个非常好的用于做远距离纠缠分发和量子隐形传态的基础科学研究的平台,为探索自由空间量子通信技术打下良好的基础。
    

量子通信卫星有何独到之处
  

相对于传统的通信卫星,量子通信卫星最大的特点就是安全性。传统的通信方式往往在传输介质和加密数据上做文章,但道高一尺魔高一丈,黑客攻击和网络窃听技术同样发展迅速,传统的数字计算加密方法都是可以破译的,只是时间长短的问题而已。而量子通信则可以从根子保障信息安全。
  

广义地说,量子通信是指利用量子比特作为信息载体来传输信息的通信技术。量子通信内涵很广泛,量子隐形传态、量子密钥分配等都属于量子通信。
  

量子隐形传态是一种传递量子信息(例如以量子叠加态编码的信息)的技术。它首先要在信息传递的本地远方两地间建立量子纠缠,将要传递的目标量子信息与量子纠缠的本地方进行测量,远方的纠缠量子状态随即改变,即可将远方的量子态重构成为目标量子信息。在这个过程中原先携带目标量子信息的物理载体却留在原处,不必被传送。
  

量子密钥分配则是利用单个光量子不可分割和量子不可克隆原理这些量子世界的奇特性质对于一个未知状态的单光子,要想精确复制它的状态是不可能的,这称为量子不可克隆原理。正是单个光量子具有不可分割和量子不可克隆的特性,可以为我们提供一种新型的安全通信方式,称为量子密钥分发或量子保密通信。
  

现在已经商业化的量子通信的技术是量子密钥分配,用来传递密钥、分发密钥,保障信息安全,量子隐形传态目前还不能商用。由于量子密钥分配是目前最接近实用化的量子信息技术,也是人类目前掌握的唯一的无条件安全密码技术,日常提到量子通信时常常特指量子密钥分配。
  

在量子通信过程中,发送方和接收方采用单光子的状态作为信息载体来建立密钥,而且这种通信方式是绝对安全的。量子通信称为窃听者的噩梦,能够完全保障信息安全。

 

对于中国发射墨子,外国专家是如何评价的呢?
  

意大利帕多瓦大学光学和激光纳米技术教授Paolo Villoresi认为,对于量子信息研究来说,地面上的量子通信应用进展迅速,但自由空间量子通信还很落后,所以卫星在太空中实现量子通信实验是一个巨大的进步。中国的量子空间卫星将为全球量子通信系统提供一个试验台。事实上,此次太空中有一些开放的实验项目我们是很感兴趣的。我想,空间量子通信最初可能有点像早期的人造卫星,比较笨拙被称为无用的大块铁,但一段时间后,就会变得像彩虹般有趣,提供很多有用的服务和信息。
  

维也纳大学物理学教授Anton Zeilinger评论,我们正在与QUESSQuantum Experiments at Space Scale,空间尺度的量子实验)的团队进行合作,我们负责搭建欧洲的地面站。合作进行得很顺利。在我看来,中国和奥地利之间实现洲际量子密钥分发将是最有趣的。未来,全球范围的量子互联网必然包括地面网络连接和空间网络连接,而QUESS将首次提供洲际网络链接。
  

这是首次实现全球尺度下的量子通信,是迈向未来量子互联网的重要一步。另外,它将提供迄今为止最大尺度的量子纠缠验证,未来如果运行顺利,它也一定会为相对论的验证提供重要信息。中国在基础量子实验及其应用领域都做得非常出色。在下一次量子革命中,中国无疑是一个主要参与者。
  

诺贝尔物理学奖得主、伊利诺伊大学香槟分校物理学教授Anthony J. Leggett认为,在太空上远距离地对量子力学的预测进行检验,我认为这将是非常有趣的一项试验。我特别感兴趣的是(即便在这颗卫星上无法实现),让人类观测员进行贝尔-EPR’的测试;假设他们的报告能够得出明确的结果,那么这就会为客观的定域性理论等此类问题的棺材上钉上最后一根钉子。如果此次量子科学实验卫星上的实验能够获得成功,那么它肯定会为最终的量子互联网打下坚实的基础。
  

但量子互联网是否将成为未来全球通信的潮流?我认为,量子互联网是否会建立起来,这取决于国际社会是否认为这种系统的收益是否大于成本。
  

笔者联系参与该项目的国内专家透露,发射量子卫星,并实现量子卫星能够工作,主要是工程实现和控制技术的突破。量子卫星是一个平台,用来做远距离纠缠分发和量子隐形传态的基础科学研究,对量子物理的发展有重大推动作用;星地量子密钥分发是应用技术的验证,技术难点在于空间传输量子态的精确控制……量子科学卫星是一个平台,不是说发射了就万事大吉了,要用这个平台进行科学研究,得到地面上无法实现的结果才是目的。


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