量子卫星社会效益研究论文

从中国科学技术大学获悉，该校潘建伟教授及其同事彭承志等组成的研究团队，联合中国科学院上海技术物理研究所王建宇研究组、微小卫星创新研究院、光电技术研究所、国家天文台、国家空间科学中心等，与奥地利科学院塞林格研究组合作，利用“墨子号”量子科学实验卫星，在中国和奥地利之间首次实现距离达7600公里的洲际量子密钥分发，并利用共享密钥实现加密数据传输和视频通信。该成果标志着“墨子号”已具备实现洲际量子保密通信的能力，为未来构建全球化量子通信网络奠定了坚实基础。相关成果以封面论文的形式发表在1月19日出版的国际权威学术期刊《物理评论快报》上。据央广网1月21日消息，据介绍，基于卫星平台的量子通信是构建覆盖全球量子通信网络最为可行的手段。2011年底，中国科学院与奥地利科学院在北京签署“洲际量子通信”合作协议，计划利用“墨子号”量子卫星在中国和奥地利之间实现洲际量子密钥分发。此后，中奥联合团队在奥方地面站的技术指标、接口要求、方案设计、光学测试等方面开展密切合作。2016年4月至5月，中方团队携带卫星有效载荷模拟器赴奥地利格拉茨地面站，进行联调联试工作，为实验的开展做好了充分准备。“墨子号”量子卫星完成既定科学目标后，中奥联合团队随即开展洲际量子密钥分发实验。在实验中，“墨子号”分别与河北兴隆、奥地利格拉茨地面站进行了星地量子密钥分发，通过指令控制卫星作为中继，建立了兴隆地面站与格拉茨地面站之间的共享密钥，实验中获取共享密钥量约800千比特位。基于共享密钥，采用一次一密的加密方式，中奥联合团队在北京到维也纳之间演示了图片加密传输。结合高级加密标准AES-128协议，每秒更新一次加密密钥，中奥联合团队建立了一套北京到维也纳的加密视频通信系统，并利用该系统成功举行了75分钟的中国科学院和奥地利科学院洲际量子保密视频会议。“墨子号”卫星与不同国家和地区的地面站之间实现成功对接，表明通过“墨子号”卫星与全球范围任意地点进行量子通信的可行性与普适性，并为形成卫星量子通信国际技术标准奠定了基础。

首先，这是中国科学家第一次在科研领域率先实施重大国家项目，具有很强的示范意义。

与量子卫星不同，我们是世界上第一个。至少在工程方面，我们会讨论很多以前没有研究过的东西。第二,卫星发射将改善中国的量子量子科学研究的地位,增加合作的机会与外国同行,类似水平的利基和同行甚至超越意识到角落,让中国在未来在这个领域将有机会统治世界。

例如，中国在量子通讯领域的领先探测器还不够，需要美国的帮助，但我们有一个大项目可以和他们一起工作，甚至在中国的理论研究中也很难取得一些成功。

在合作上，一个巨大的步骤:对中国第一个国际著名科学家量子科学实验卫星第三号的评价，这个项目将推动大量的科学研究量子，科学家也将推动中国的大量子相关科研机构和大学的关注。

现在国际上的大学都是量子科学的跨学科研究中心(IQC @ Waterloo, QuICS @ UMD, CQT @ NUS, IQIM @ Caltech)，甚至在澳大利亚大学研究中心(cqc2t)，中国只有清华大学有x，在这一点上，我们有更广阔的发展空间。

听说合肥国家实验室建立量子信息,量子通信卫星的深度解读,中国领导最后,量子通信领域的综合概念,量子受到商业和普通民众的广泛关注,具有很强的广告,更多的人会被吸引到量子科学研究。我已经收到了很多关于知乎量子科学直接信息的研究，这很好，我们和国际差距应该比一般人认为的要大，需要更多的努力去追求。

通信安全是国家信息安全和人类经济社会生活的基本需求。人们对通信安全的追求从未停止。但是，基于计算复杂性的传统加密技术原则上有可能被破解。随着数学和计算能力的不断提高，经典密码被破解的可能性越来越高。量子通信以量子物理学的基本原理为基础，克服了经典加密技术固有的安全风险。到目前为止，唯一无条件、安全的通信方式可以从根本上解决国防、金融、政务、商业等领域的信息安全问题。

基于光纤的城市及城市间双边通信技术正在走向实用化和产业化，我国已在这方面走在世界前列。但是，由于光纤的固有损失和单光子状态的不可复制性，目前点对点光纤量子通信的距离很难突破100公里。因此，不仅是广域，为了实现全球化的双边通信网，还需要卫星的转播。“墨子号”就是在这样的大背景下产生的。“墨子号”是由中国科技大学、中国科学院微卫星革新研究院、中国科学院上海技术物理所等多家机构合作研究，由我国科学家自行开发的。为什么取“墨子号”的名字？哲学家、墨家学派创始人墨子是一位鲜为人知的科学家。

“MOZ号”是世界上第一颗量子科学实验卫星，目前已圆满完成了千公里级、星地双向量子纠缠分布、星地量子密钥分布、地球量子隐形状态三大科学目标。完成纠缠的星地量子密钥分发、洲际量子密钥分发和视频通话演示。

中国量子卫星首席科学家潘建伟院士介绍说，如果地面量子通信制造连接各城市、各信息传送点的“网”，量子科学实验卫星就像将这一网射向太空的“标枪”。当这纵横的双边通信“天地网”被编织出来时，大量的信息将在其中如影般穿梭，享受“无条件”的安全。

量子卫星没有任何用处，只不过是浮躁的所谓专家学者忽悠强国政府取金钱的工具而已。大家都知道光量子通信主要基于量子纠缠态的理论，使用量子隐形传态（传输）的方式实现信息传递。根据实验验证，具有纠缠态的两个粒子无论相距多远，只要一个发生变化，不受四维时空的约束，另外一个也会瞬间发生变化，利用这个特性实现光量子通信。传统卫星通信的使用是因为微波无法穿越障碍物，需要在中间无阻碍的空间传输的。量子通信既然是不受四维时空的约束就没有必要使用卫星。

从潘教授的描述来看，本次发射的卫星主要是有四个实验目的：

1星地之间量子密钥分发实验  2量子卫星中继量子通信网  3地面站之间的量子纠缠分发实验  4地星之间量子隐形传态科学实验  在介绍这几个实验是什么之前，先来解释下这些实验名称中出现的专业名词：

量子密钥分发技术，也被叫做量子加密，量子保密通信。通信中一个很重要的问题就是：怎么样确保通信各方能安全无泄漏地“协商”通信需要的加密密钥呢？换言之，密钥可以保证通信的信息不泄露，可是谁来保证密钥本身在传输过程中不会泄露呢？量子密钥分发技术正是依赖了量子力学中的测不准原理解决这一难题的，概括说来，量子密钥分发为现有的通信方式加了一把可靠的“量子锁”，但并非为了取代现有通信体系。量子密钥分发技术 (除了量子随机数生成器) 是目前量子通信中唯一可以商用化的技术。

量子纠缠，简单说来，就是量子世界中处于纠缠态的粒子有某种蜜汁“心电感应“，一个粒子状态发生改变之后，另一个粒子状态的变化是完全确定的。这种神奇的现象对量子通信目前研究的热点量子隐形传态非常重要，同时也是研究量子计算的基础。目前量子隐形传态依然处于科学探索阶段。知道了这两点，我们可以来探讨下这些实验的目的了：  1星地之间量子密钥分发实验： 目前量子密钥分发的实验只在地面实现过，而且随着技术的进步，密钥分发的距离也在不断的变长。从84年，第一个量子密钥分发协议BB84的只有几十厘米，到潘建伟老师近年来创下的200公里记录。由于光量子在自由空间 (也就是大气啦) 传播得更远，自然而言，科学家就会想到：射个卫星试试啊，看看卫星和地面站之间的密钥分发技术效果如何啊？  2量子卫星中继量子通信网  其实科学家不断刷新量子密钥分发技术，最终目的还是为了构建量子通信网络。量子密钥分发其实是一种点到点的技术，只有突破了组网的技术难关，才有真正的民用价值啊。这个实验就是尝试利用量子卫星充当中继，实现任意两个地面站之间的量子密钥分发。甚至有可能要尝试下北京到奥地利之间的量子密钥分发，洲际间的量子密钥分发，这是以后构建全球量子通信网的第一步，我国科学家的“野心”真大