新華社合肥1月7日電（記者徐海濤、劉方強）32年前，人類歷史上首次量子通信在實驗室誕生，傳輸了32厘米。而今，中國人將這個距離擴展了1400多萬倍，實現(xiàn)了從地面到太空的多用戶通信。中國科學技術大學7日宣布，中國科研團隊成功實現(xiàn)了跨越4600公里的星地量子密鑰分發(fā)，標志著我國已構建出天地一體化廣域量子通信網(wǎng)雛形。該成果已在英國《自然》雜志上刊發(fā)。
量子通信是量子科技三大方向之一，經(jīng)過20多年努力，中國在該領域實現(xiàn)了從跟跑到領跑的重大轉變。2016年，中國成功發(fā)射全球首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”；2017年，建成世界首條量子保密通信干線“京滬干線”。
“墨子號”牽手“京滬干線”，中國科學技術大學潘建偉、陳宇翱、彭承志等與中科院上海技術物理研究所王建宇研究組、濟南量子技術研究院及中國有線電視網(wǎng)絡有限公司合作，構建了全球首個星地量子通信網(wǎng)。經(jīng)過兩年多穩(wěn)定性、安全性測試，實現(xiàn)了跨越4600公里的多用戶量子密鑰分發(fā)。
“要實現(xiàn)廣域量子通信，存在光子損耗、退相干等一系列技術難題，比如光子數(shù)在光纖里每傳輸約15公里就會損失一半，200公里后只剩萬分之一。”潘建偉說，科研團隊在光學系統(tǒng)等方面發(fā)展了多項先進技術，化解了這些難題。
潘建偉介紹，《自然》雜志審稿人評價稱，這是地球上最大、最先進的量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡，是量子通信“巨大的工程性成就”。
據(jù)了解，整個網(wǎng)絡覆蓋我國四省三市32個節(jié)點，包括北京、濟南、合肥和上海4個量子城域網(wǎng)，通過兩個衛(wèi)星地面站與“墨子號”相連，總距離4600公里，目前已接入金融、電力、政務等行業(yè)的150多家用戶。
基于“不可分割”“不可克隆”等量子特性，量子通信被稱為“原理上無條件安全”的通信方式，在多領域具有應用前景。星地量子通信網(wǎng)的建成，為未來實現(xiàn)覆蓋全球的“量子網(wǎng)”奠定科技基礎，也為相對論、引力波等科學研究，提供了前所未有的“天地實驗室”。