空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)：十年鑄就信息安全之“盾”

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發(fā)布時間：2016-08-16 15:17:55

來源：科學(xué)網(wǎng)

2016年4月26日，安徽合肥正是多雨時節(jié)。

中共中央總書記、國家主席習(xí)近平走進(jìn)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，視察量子通信等高新技術(shù)。

在察看了量子通信等量子信息科學(xué)研究的成果展示后，總書記來到量子通信“京滬干線”和量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星總控中心，聽取了中國科學(xué)院院士、量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星首席科學(xué)家潘建偉對于量子通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、運(yùn)行和應(yīng)用情況的詳細(xì)介紹。

“很有前途、非常重要。”對于量子通信研發(fā)工作，總書記給予了充分肯定并同時指出，這些科研成果表明中國科大在新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面動作快、力度大、成績明顯。

在中國科大人眼中，總書記的這番話不僅是對廣大科研人員的鼓勵，更是寄予了殷切的期望。

聚焦太空挑戰(zhàn)極限

由于量子通信技術(shù)的巨大優(yōu)勢及潛力，世界各國特別是歐盟、美國和日本紛紛投入了大量的人力、物力進(jìn)行通信的理論和實(shí)驗(yàn)研究。

面對嚴(yán)峻的形勢，中國科學(xué)家絲毫不敢怠慢，積極謀劃，最終將目光聚焦太空。

在外太空，真空環(huán)境對光的傳輸幾乎沒有衰減，同樣也沒有退相干效應(yīng)。因此，若能將單光子或糾纏光子對傳出大氣層，配合星載平臺技術(shù)和光束精確定位技術(shù)，就有可能實(shí)現(xiàn)自由空間的遠(yuǎn)距離量子通信。

通過地面站建立地面量子通信網(wǎng)絡(luò)和空間飛行平臺之間的橋梁，就可以將廣域分布的地面量子通信網(wǎng)絡(luò)連接起來，實(shí)現(xiàn)真正的廣域量子通信。當(dāng)然，挑戰(zhàn)極限的魅力還不止于此。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授陳宇翱曾表示：“作為一名科學(xué)家，驅(qū)使我不斷前行的動力在于探尋更多的物理學(xué)基礎(chǔ)知識。”

厲兵秣馬迎難而上

在創(chuàng)新工程重大項(xiàng)目的支持下，中國科大與中科院上海技物所、上海微小衛(wèi)星工程中心、中科院光電所等機(jī)構(gòu)聯(lián)手，圍繞開展空間量子實(shí)驗(yàn)的最終目標(biāo)進(jìn)行了一系列關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)與外場的試驗(yàn)驗(yàn)證。

謀定而動，行且堅毅。中國科學(xué)家用實(shí)際行動書寫了一個個“傳奇”：16公里自由空間量子隱形傳態(tài)、百公里級自由空間量子通信、星地量子通信的全方位地面驗(yàn)證等重要實(shí)驗(yàn)陸續(xù)實(shí)現(xiàn)，從而為星地量子通信打下了堅實(shí)的科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)。

2011年，中科院果斷決策啟動量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星項(xiàng)目，并將其納入空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)。在專項(xiàng)的支持下，一支精英隊伍很快集結(jié)：中國科大負(fù)責(zé)天地一體化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、量子通信有效載荷及地面站量子終端研制，上海技物所負(fù)責(zé)空間光跟蹤瞄準(zhǔn)及航天工程質(zhì)量管理，上海微小衛(wèi)星工程中心負(fù)責(zé)衛(wèi)星平臺研制，中科院國家天文臺和中科院光電技術(shù)研究所負(fù)責(zé)量子通信地面站建設(shè)。

經(jīng)過幾年的努力，如今量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星終于成功發(fā)射入空。

“量子互聯(lián)網(wǎng)”

展望量子通信的前景，潘建偉相信，未來將形成天地一體的全球化量子通信基礎(chǔ)設(shè)施，形成完整的量子通信產(chǎn)業(yè)鏈和下一代國家主權(quán)信息安全生態(tài)系統(tǒng)，構(gòu)建基于量子通信安全保障的未來互聯(lián)網(wǎng)，即“量子互聯(lián)網(wǎng)”。

而在諾貝爾物理學(xué)獎得主、美國科學(xué)院院士、伊利諾伊大學(xué)香檳分校物理學(xué)教授Anthony J. Leggett看來，此次量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星上的實(shí)驗(yàn)如果能夠成功，“肯定會為最終的量子互聯(lián)網(wǎng)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)”。

通信安全是人類的夙愿。在量子物理的指引下，雖然量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的發(fā)射只是個開始，但通向絕對安全通信的量子互聯(lián)網(wǎng)或許不再遙遠(yuǎn)。（倪偉波）

空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星大事記

2009年12月

空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)參加戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)實(shí)施方案評議會，并在16個建議專項(xiàng)中名列前三名。經(jīng)中科院黨組會審議，確定為擬于第一批啟動的專項(xiàng)之一。

2010年3月31日

國務(wù)院第105次常務(wù)會議審議通過中科院“創(chuàng)新2020”規(guī)劃，由中科院組織實(shí)施戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)。

2010年9月25日

中科院組織召開戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)咨詢評議會�？臻g科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)作為8個候選專項(xiàng)之一參加并通過了專家咨詢評議。

2010年10月28日

空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)實(shí)施方案通過空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)實(shí)施方案論證評審。

2011年12月14日

量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星項(xiàng)目完成立項(xiàng)綜合論證。