6月17日，《人民日报》头版刊登了《“墨子号”取得量子通信重要成果》的简讯，并在12版中进行了详细报道。

头版的简讯中指出，日前，“墨子号”量子科学实验卫星在国际上首次实现千公里级基于纠缠的量子密钥分发。该成果于北京时间6月15日在线发表于国际学术期刊《自然》杂志。

而这一成果，正是九三学社中央副主席、中国科学院院士潘建伟团队联合英国牛津大学教授Artur Ekert，中科院院士、中科院上海技术物理研究所研究员王建宇团队，中科院微小卫星创新研究院，中科院光电技术研究所等相关团队完成的。

什么是量子密钥分发？

量子密钥分发，是量子通信的一种，是不可窃听、不可破译的安全通信方式。

潘建伟介绍，量子密钥分发，就好比一个人想要传递秘密给另外一个人，需要把存放秘密的箱子和一把钥匙传给接收方。接收方只有用这把钥匙打开箱子，才能取到秘密。没有这把钥匙，别人无法打开箱子，而且一旦这把钥匙被别人动过，传送者会立刻发现，原有的钥匙作废，再给一把新的钥匙，直到确保接收方本人拿到。

中继卫星 解决传输距离问题

然而，量子通信从实验室走向应用，必须面临一个挑战，那就是远距离传输问题。经过国际学术界30多年的努力，现场点对点光纤量子密钥分发的安全距离，达到了百公里量级。

要进一步拓展量子通信距离，就需要将点对点传输，改为分段传输。

而“墨子号”卫星，就是一个可信的中继器。“墨子号”可将几段传输链接起来，在自由空间信道拓展到7600公里的洲际距离。

基于纠缠的量子密钥分发 解决通信安全问题

从实验室走向应用，量子通信面临的另一个挑战，是通信安全。如果通过量子卫星作为中继器，以拓展通信距离，那么只要卫星被他人控制，就存在了信息泄露风险。

因此，实现远距离安全量子通信的最佳解决方法，就是结合量子中继和基于纠缠的量子密钥分发。

基于纠缠的量子密钥分发的原理，就是无论处于纠缠状态的粒子之间相隔多远，只要测量了其中一个粒子的状态，另一个粒子的状态也会相应确定，这一特性可以用来在遥远两地的用户间产生密钥。

因此，在这种技术下，纠缠源（如卫星）不掌握任何密钥信息，即便卫星被他人控制，用户间通过量子纠缠产生的密钥也是安全的。

突破 达成国际学术界期盼目标

量子密码的提出者之一吉列斯?布拉萨德曾说过，基于纠缠的密钥分发是所有密码学家的梦想。

在2017年“墨子号”首次实现千公里量级的自由空间量子纠缠分发后，基于纠缠的远距离量子密钥分发，成为国际学术界期盼的目标。

此次试验中，“墨子号”量子卫星过境时，同时与新疆乌鲁木齐南山站和青海德令哈站两个地面站建立光链路，在地面超过1120公里的两个站之间建立量子纠缠，进而在有限码长下以每秒0.12比特的最终码速率产生密钥。

《自然》杂志审稿人称赞该工作“展示了一项开创性实验的结果”“这是朝向构建全球化量子密钥分发网络甚至量子互联网的重要一步，我的确认为不依赖可信中继的长距离纠缠量子密钥分发协议的实验实现是一个里程碑”。

期待 全球化的基于纠缠的无中继量子密钥分发网络

潘建伟表示，此次成果方案还属于实验室级别的成果，离真正实用化还有很长的路要走。

潘建伟说，实现远距离安全量子通信，最理想的解决方案是全球化的基于纠缠的无中继量子密钥分发网络，也是我们在量子通信领域的最终目标，这还需要阶段性地一步一步往前走。（文：团结报团结网记者 胡珉瑞，审：李霞）