世界首颗量子科学实验卫星将发射:绝对安全的通信保密?

2016-08-15 10:34:50     作者:温晓桦      来源:雷锋网

利用量子纠缠加强保密性通信。

据悉,8月中旬,中国将发射首颗量子科学实验卫星,利用量子纠缠加强人类保密通信。理论上说,这或将能实现绝对安全保密通信。

所谓量子纠缠,就是爱因斯坦说的“幽灵般的超距离作用”——两颗光子无论相距多远,都会处于“一个变化,另一个亦随之同步变化”的纠缠状态。因此,一对量子纠缠的光子可以被当作钥匙分发给任何两地,A的光子发生变化,B也会马上心灵感应,呈现出同样的变化。这样一来,不管发送什么密电通信,两地受到的信息都会一样,外人想要篡改、盗取则几乎不可能。

操作原理来说,量子科学家通过操纵激光发生器,让一个光子分为两个纠缠的光子。据了解,经过20年的潜心研究,中科大潘建伟教授等科学家发明了能够长时间(毫秒级)存储量子的中继器。有了这个中继器,人类发传送纠缠光子的距离超过一百公里。据悉,中国的“北京—济南—合肥—上海”量子通信干线已经建立。

说回这颗即将发射的卫星。据悉,即将发射的中国量子卫星质量约600千克,由长征—2D火箭运载,运行于500千米太阳同步轨道。卫星将携带一块晶体来制造激光和一对纠缠光子,并将他们分发到两个地面站。经过编码的光子将被发射到地面,由地面系统负责接收。由于无论是近地面空气还是光纤玻璃都容易阻挡和吸收光子,因此到时将采取跨越大气层的卫星量子通信方案,来避免上述阻碍。

量子卫星的两个激光器必须分别瞄准两个地面站,精度极高,被称为“针尖对麦芒”。为了让单个光子传送数百公里,穿越大气还能钻进地面接收器,中国量子卫星必须时刻矫正位置,控制传输错误率。

近两年,意大利、新加坡和英国的科学家曾利用卫星探索天地量子通信的可行性,为量子保密通信打下了基础,接下来,中国将通过发射量子通信卫星来验证整个量子保密通信流程。

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