日前，中國科學院在京召開新聞發布會，宣布"墨子號"量子科學實驗衛星提前并圓滿實現全部三大既定科學目標，在國際上次成功實現了從衛星到地面的量子密鑰分發和從地面到衛星的量子隱形傳態。這是繼先前在國際上率先實現千公里星地雙向量子糾纏分發和量子力學非定域性檢驗之后，我國科學家利用"墨子號"量子衛星實現的空間量子物理研究另外兩項重大突破。
圖1 “墨子號”-興隆地面站量子密鑰分發實驗現場圖
(圖片來源：中國科學技術大學官網)
量子是物理里小的基本個體。它具有神奇的特性：先有多個可能狀態的疊加態，只有在被觀測或測量時，才會隨機地呈現出某種確定的狀態。“這就好比孫悟空的分身術”，量子衛星席科學家、中科院院士潘建偉解釋道。
其次，量子具有糾纏態，意味著兩個糾纏在一起的量子就像有心電感應的雙胞胎，不管兩個人的距離有多遠，當哥哥的狀態發生變化時，弟弟的狀態也跟著發生一樣的變化。
根據量子的兩種狀態，量子通信分為兩種，一種是量子保密通信，能實現無條件安全的通信方式，再也不會被竊聽和破譯;另一種是量子隱形傳態，能將粒子的未知量子態傳送到遙遠地點而不用傳送粒子本身。“就像筋斗云一樣，實現瞬間傳輸。”這次量子衛星發射，就是主要開展星地高速量子密鑰分發和地星量子隱形傳態等實驗。
圖2“墨子號”-阿里地面站量子隱形傳態實驗現場圖
(圖片來源：中國科學技術大學官網)
此次實驗的成功，是中國科學技術大學潘建偉教授帶領的中國科學院聯合研究團隊取得的又一重大科研成就。潘建偉教授是Quantum Design中國子公司的長期客戶，其中德國attocube公司的低溫強磁場無液氦共聚焦顯微鏡設備一直在平穩運行，幫助潘教授科研團隊實現更多的科研目標。
中國科大量子存儲實驗室內，潘建偉教授在了解科研情況
此次圓滿完成的星地高速量子密鑰分發實驗和地星量子隱形傳態實驗，使安全通信速率比傳統技術提升萬億億倍，為構建覆蓋全球的量子保密通信網絡奠定了堅實的科學和技術基礎，并向空間尺度的量子物理和量子引力的實驗探索邁出了步。同時，也標志著我國量子通信領域的研究在國際上達到全面的優勢地位。兩項成果已于8月10日同時在線發表于國際權威學術期刊《自然》雜志上。
參考文獻：
1. Satellite-to-ground quantum key distribution. Nature (2017) doi:10.1038/nature23655.
2.Ground-to-satellite quantum teleportation. Nature (2017) doi:10.1038/nature23675.
