中國大陸發射全球首顆量子科學實驗衛星「墨子號」,大陸研究人員宣稱,這顆衛星從太空向地面發送「不可破解的」高速量子密鑰,為建立最安全保密的全球量子通訊網奠定可靠基礎。路透報導,中國大陸在太空科技領域仍落後美國與俄羅斯,但大陸國家主席習近平已以國安和國防為由,將推動太空科技計畫列為重點。美國五角大廈曾以「顯著進展」形容中國大陸發展的量子通訊技術。
為發展秘密通訊,大陸二○一三年驗證衛星到地面的量子密鑰分發可行性,並研製墨子號衛星。墨子號二○一六年八月十六日在甘肅酒泉衛星發射中心升空,經歷四個月軌道測試,今年一月十八日展開科學實驗。
新華社報導,墨子號實驗成果發表在十日出版的「自然」(Nature)科學雜誌上,並指審稿人稱讚衛星量子密鑰分發成果是「令人欽佩的成就」和「這個領域的一個里程碑」。
量子衛星首席科學家、中國科學院院士潘建偉說,墨子號量子密鑰分發實驗採用衛星發射量子訊號,河北興隆與新疆南山地面站分別接收的方式,在北京和烏魯木齊之間建立量子密鑰。
潘建偉在北京舉行的發布會上說明,量子密鑰分發是「目前人類唯一已知的不可竊聽、不可破譯的無條件安全通信方式」,遠距離量子隱形傳態則是實現分布式量子信息處理網路的基本單元。
據報導,墨子號過境時與地面光學站建立「光鏈路」,通訊距離從六百四十五公里到一千二百公里。在一千二百公里通訊距離上,星地量子密鑰傳輸效率比同等距離地面光纖通訊高廿個數量級。潘建偉說,這個密鑰發送效率可滿足絕對安全的通話或銀行傳輸大量數據的需求。
潘建偉說,通俗來講,量子密鑰分發,就好比一個人想要傳遞秘密給另外一個人,需要把存放秘密的箱子和一把鑰匙傳給接收方。接收方只有用這把鑰匙打開箱子,才能取到秘密。沒有這把鑰匙,別人無法打開箱子,而且一旦這把鑰匙被別人動過,傳送者會立刻發現,原有的鑰匙作廢,再給一把新的鑰匙,直到確保接收方本人拿到。
他表示,量子密鑰一旦被攔截,自身狀態會立即改變,截獲者只能得到無效訊息。量子保密通訊採「一次一密」工作機制,通話期間密碼機每秒都在產生密碼,通話一結束密碼便失效,不會重複使用。