我国首颗量子卫星发射成功 10年后百姓将受益

中国网信网发文称,2018年上半年,我国在量子信息技术、天地通讯、类脑计算、AR/VR/MR、人工智能、区块链、超级计算机、工业互联网等信息领域核心技术发展势头向好,产业应用稳步推进。我国量子信息技术首次在国际上实现18个量子比特纠缠,不断刷新世界纪录。

一颗以中国古代科学家墨子命名的墨子号卫星成为浩瀚宇宙中的新成员,开启为期两年的太空科学旅程。记者昨天从中国科学院获悉,昨日凌晨1时40分04秒,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星发射升空,标志着我国空间科学研究又迈出重要一步。墨子号承载着在国际上率先探索星地量子通信可能性的使命,并将首次在空间尺度验证已有百年历史的量子理论的真实性。

近日,我国量子通信领域的主要服务商神州信息同时发布了两项中标公告,公告显示,神州信息再次包揽了量子保密通信“京沪干线”技术验证及应用示范项目安全管理和量子密钥分发备份系统,以及“京沪干线”及量子科学卫星合肥总控中心骨干网测试床项目,中标总金额近1.13亿人民币。此次,神州信息在我国量子通信领域的市场份额进一步提升,行业龙头地位更加突显,成为量子通信领域实践经验最丰富、技术服务能力最强的服务商。

这颗我国自主研发的量子卫星突破了一系列高新技术,包括同时瞄准两个地面站的高精度星地光路对准、星地偏振态保持与基矢校正、星载量子纠缠源等工程级关键技术等,卫星设计寿命为两年。

此次招标的“量子保密通信‘京沪干线’技术验证及应用示范项目,是我国量子通信领域首个国家级重大工程,也是迄今为止国际上规模最大的量子技术应用项目。该项目2013年经国家发改委批复立项,全长2000余公里,建成后将连接北京、济南、合肥、上海等地的城域量子通信网,完成远距离光纤量子保密通信的技术验证、多媒体互联网应用研究和金融、电子政务等领域的应用示范,并开展技术标准和系统安全性评测认证等相关研究。今年6月3日,国家发改委发布的《长江三角洲城市群发展规划》,明确提出积极建设“京沪干线”量子通信工程,“促进量子通信技术在政府部门、军队和金融机构等应用。”今年底“京沪干线”全线贯通后,将在北京节点与已发射的量子科学实验卫星“墨子号”相连,构建起全球首个天地一体化的实用性广域量子通信网络。

量子卫星的成功发射和在轨运行,将有助于我国在量子通信技术实用化整体水平上保持和扩大国际领先地位,实现国家信息安全和信息技术水平跨越式提升,有望推动我国科学家在量子科学前沿领域取得重大突破,对于推动我国空间科学卫星系列可持续发展具有重大意义。

自2012年我国量子通信技术开始规模化应用,神州信息就将其作为公司重要业务方向发展跟进,凭借着丰富的国家级大型项目建设经验和跨平台技术整合能力成为该领域最主要的服务商,市场份额保持领先。在量子保密通信“京沪干线”的工程建设中,公司承担了实验网搭建、系统验证和2000公里实际干线建设等主要工作,量子技术应用的实践经验和创新能力不断提升。此次中标的两个项目,将进一步完善“京沪干线”和国家天地一体化量子应用体系,加强量子通信网络的安全管理和运营,为国家的信息安全和自主可控保驾护航。

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我国成功发射世界首颗量子科学实验卫星

今年以来,神州信息凭借“京沪干线”等项目多年积累的量子应用经验,积极配合国家推进了重点行业的量子技术试点和推广应用,在金融、政务、能源等关键领域进一步实现了探索和突破,成功发布了多行业的量子技术应用解决方案。在金融行业,神州信息的量子解决方案可帮助银行提升核心业务等系统的安全抗攻击能力;在能源电力行业,运用量子技术改进电力生产和传输系统,提高电力配网的信号传输安全;在政务领域,将量子技术与城市级电子政务系统实现安全对接,保证电子政务内外网数据的安全传输,提升国家政务信息系统的安全性。据悉,公司未来还将加强量子通信技术在互联网环境下海量数据传输、虚拟身份识别认证等领域的应用创新,不断拓展量子通信技术在各行各业的深度应用,切实保障我国国民经济重点行业的信息安全和良好发展。

量子科学实验卫星工程首席科学家潘建伟介绍,卫星距离地面500公里,地面两个实验站相距1200公里,意味着量子卫星科学实验将在60万平方公里的范围内进行。

经过20多年的发展,中国量子通信技术已具备从科学理论迈向实践应用的基础,达到世界顶尖水平。2016年,更被誉为量子通信规模应用的元年,今年8月,我国成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。10月,国家量子通信产业联盟正式成立,中国真正拥有了一支潜心于量子技术、科研成果产业化的“国家队”,神州信息也成为首批会员。11月16日,量子通信“京沪干线”项目合肥至上海段顺利开通。近日,中科院量子信息重点实验室史保森教授小组又在量子存储研究方面取得系列重要进展。

潘建伟说,墨子号发射后,如果效果达到预期,下一步还计划发射墨子二号、墨子三号等,形成“量子星群”。量子通信估计还需10至15年才能进入百姓生活,届时网上银行、手机支付、信用卡等就再也不怕被盗号、泄密了。

“棱镜门”之后,在我国面临的日益复杂的国际环境下,量子通信技术正成为我国自主可控的可保障国家战略安全的关键性技术,产业化进程快速推进。在国家发布的“十三五”规划中,量子通信技术成为国家重点投入和推广的重大科技之一,发展前景广阔。按照规划,中国在今年首颗量子卫星发射后还将发射更多卫星,预计到2020年联接亚洲与欧洲的洲际量子通信网将建成。到2030年左右,中国将建成全球化的广域量子通信网络。而量子技术的应用在现有量子通信以外,随着国内外量子计算、量子存储、量子导航等技术不断实现突破,量子技术更有望成为下一代先进技术,推动全球信息技术的发展和创新。

量子通信的安全性是基于量子物理基本原理,可从根本上、永久性解决信息安全问题。未来,我国还将陆续发射卫星,成为全球第一个实现卫星和地面之间量子通信的国家。按照规划,到2020年,我国将实现亚洲与欧洲的洲际量子密钥分发,届时联接亚洲与欧洲的洲际量子通信网也将建成。到2030年左右,我国力争率先建成全球化的广域量子保密通信网络,在此基础上构建信息充分安全的“量子互联网”,形成完整的量子通信产业链。

券商研报认为,随着量子通信技术在城域网、城际网和广域网的全面应用,未来在金融、政务、国防等多个领域具有广阔的发展空间,应用场景将渗透到经济社会生活的方方面面。预计到2030年,我国量子通信市场规模有望达到千亿。作为我国IT服务龙头、量子通信应用领域的领军企业,神州信息表示,未来公司将进一步发挥自身优势,大力推动量子通信等信息安全和自主可控业务的发展,采用多种方式推动量子通信技术的多行业应用,为国家的信息安全和自主可控倾尽一己之力。

本次任务还搭载发射了中科院研制的稀薄大气科学实验卫星和西班牙科学实验小卫星。长征二号丁运载火箭由中国航天科技集团公司所属上海航天技术研究院研制。此次发射是长征系列运载火箭的第234次飞行。

科普Q&A

Q墨子号是颗什么星?

A通俗地说,它的真正身份仍然是通信卫星,唯一不同的是,它是一颗靠量子来传递信息的通信卫星,可以向外发射量子。从500公里开外的太空向地面的实验站发射光量子,这是史无前例、世界首次。

Q究竟什么是量子通信?

A微观世界里,有共同来源的两个微观粒子之间存在着纠缠关系。不管它们距离多远,只要一个粒子状态发生变化,就能立即使另一个粒子状态发生相应变化。利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通信方式,就是量子通信。量子通信有可能发展成为保障信息安全的“终极武器”。

Q未来量子计算机能有多快?

A只要实现了能操控100个粒子的量子计算机,在某些特定功能上就比现在最快的“太湖之光”快百亿亿倍。

墨子号数字

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