什么是洲际量子(洲际量子通信)

跨越半个地球 首次洲际量子保密通信传递哪些信号数字报

量子通信（Quantum Teleportation）是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式。量子通信是20世纪80年代开始发展起来的新型交叉学科，是量子论和信息论相结合的新的研究领域。量子通信主要涉及：量子密码通信、量子远程传态和量子密集编码等，21世纪初，这门学科已逐步从理论走向实验，并向实用化发展。

量子通信又称量子隐形传送（QuantumTeleportation），“teleportation”一词是指一种无影无踪的传送过程。量子通信是由量子态携带信息的通信方式，它利用光子等基本粒子的量子纠缠原理实现保密通信过程。量子通信是一种全新通信方式，它传输的不再是经典信息而是量子态携带的量子信息，是未来量子通信网络的核心要素。

按照常理，信息的传播需要载体，而量子通信是不需要载体的信息传递。从物理学角度，可以这样来想象隐形传送的过程：先提取原物的所有信息，然后将这些信息传送到接收地点，接收者依据这些信息，选取与构成原物完全相同的基本单元（如：原子），制造出原物完美的复制品。

量子隐形传送所传输的是量子信息，它是量子通信最基本的过程。人们基于这个过程提出了实现量子因特网的构想。量子因特网是用量子通道来联络许多量子处理器，它可以同时实现量子信息的传输和处理。相比于经典因特网，量子因特网具有安全保密特性，可实现多端的分布计算，有效地降低通信复杂度等一系列优点。

量子通信是经典信息论和量子力学相结合的一门新兴交叉学科，与成熟的通信技术相比，量子通信具有巨大的优越性，具有保密性强、大容量、远距离传输等特点，是21世纪国际量子物理和信息科学的研究热点。

2 研究历史

1982年，法国物理学家艾伦·爱斯派克特（AlainAspect）和他的小组成功地完成了一项实验，证实了微观粒子“量子纠缠”（quantumentanglement）的现象确实存在，这一结论对西方科学的主流世界观产生了重大的冲击。从笛卡儿、伽利略、牛顿以来，西方科学界主流思想认为，宇宙的组成部份相互独立，它们之间的相互作用受到时空的限制（即是局域化的）。量子纠缠证实了爱因斯坦的幽灵——超距作用（spookyactioninadistance）的存在，它证实了任何两种物质之间，不管距离多远，都有可能相互影响，不受四维时空的约束，是非局域的（nonlocal），宇宙在冥冥之中存在深层次的内在联系。

在量子纠缠理论的基础上，1993年，美国科学家C.H.Bennett提出了量子通信（QuantumTeleportation）的概念。量子通信概念的提出，使爱因斯坦的“幽灵

（Spooky）”——量子纠缠效益开始真正发挥其真正的威力。1993年，在贝内特提出量子通信概念以后，6位来自不同国家的科学家，基于量子纠缠理论，提出了利用经典与量子相结合的方法实现量子隐形传送的方案，即将某个粒子的未知量子态传送到另一个地方，把另一个粒子制备到该量子态上，而原来的粒子仍留在原处，这就是量子通信最初的基本方案。量子隐形传态不仅在物理学领域对人们认识与揭示自然界的神秘规律具有重要意义，而且可以用量子态作为信息载体，通过量子态的传送完成大容量信息的传输，实现原则上不可破译的量子保密通信。

1997年，在奥地利留学的中国青年学者潘建伟与荷兰学者波密斯特等人合作，首次实现了未知量子态的远程传输。这是国际上首次在实验上成功地将一个量子态从甲地的光子传送到乙地的光子上。实验中传输的只是表达量子信息的“状态”，作为信息载体的光子本身并不被传输。

天宫,蛟龙,天眼,悟空,墨子,大飞机的资料

天宫指空间实验室，蛟龙指载人潜水器，天眼指射电望远镜，悟空指暗物质粒子探测卫星，墨子指量子科学实验卫星，打飞机指100座以上的民用客机。

1、天宫号空间实验室，天宫二号空间实验室，是继天宫一号后中国自主研发的第二个空间实验室，2016年9月15日22时04分09秒在酒泉卫星发射中心发射成功。

2、蛟龙号载人潜水器，“蛟龙号”载人深潜器2009年至2012年，“接连取得1000米级、3000米级、5000米级和7000米级海试成功。

3、“天眼”工程，500米口径球面射电望远镜被誉为“中国天眼”，由我国天文学家南仁东于1994年提出构想，历时22年建成，于2016年9月25日落成启用。

4、“悟空”号暗物质粒子探测卫星，2015年12月17日8时12分，“悟空”号在我国在酒泉卫星发射中心成功发射。它具有能量分辨率高、测量能量范围大和本底抑制能力强等优势，将中国的暗物质探测提升至新的水平。

5、墨子号量子科学实验卫星，墨子号量子科学实验卫星于2016年8月16日1时40分，在酒泉用长征二号丁运载火箭成功发射升空，其主要科学目标一是借助卫星平台，进行星地高速量子密钥分发实验。

6、大飞机，2016年前后中国大飞机是著名的所谓三剑客即大型运输机运-20、水陆两栖飞机AG600、大型客机C919。

扩展资料

墨子号在未来两年将在世界上首次开展四项实验任务以达成两大科学目标：进行经由卫星中继的“星地高速量子密钥分发实验”，并在此基础上进行“广域量子通信网络实验”

2017年9月29日，世界首条量子保密通信干线“京沪干线”与“墨子号”科学实验卫星进行天地链路，我国科学家成功实现了洲际量子保密通信。

2018年1月，在中国和奥地利之间首次实现距离达7600公里的洲际量子密钥分发，并利用共享密钥实现加密数据传输和视频通信。该成果标志着“墨子号”已具备实现洲际量子保密通信的能力。

参考资料来源：百度百科-墨子号量子科学实验卫星

参考资料来源：百度百科-大飞机

参考资料来源：百度百科-“悟空”号暗物质粒子探测卫星

参考资料来源：百度百科-500米口径球面射电望远镜

参考资料来源：百度百科-天宫二号

参考资料来源：百度百科-蛟龙号载人潜水器

“墨子号”成功实现洲际量子密钥分发，意味着什么？

“墨子号”成功实现洲际量子密钥分发，意味着“墨子号”已具备实现洲际量子保密通信的能力。

基于卫星平台的量子通信是构建覆盖全球量子通信网络最为可行的手段。2011年底，中科院与奥地利科学院签署了协议，计划利用“墨子号”量子卫星在中国和奥地利之间实现洲际量子密钥分发。

在实验中，“墨子号”分别与河北兴隆、奥地利格拉茨地面站进行了星地量子密钥分发，通过指令控制卫星作为中继，建立了兴隆地面站与格拉茨地面站之间的共享密钥，实验中获取共享密钥量约800kbits。基于共享密钥，采用一次一密的加密方式，中奥联合团队在北京到维也纳之间演示了图片加密传输。结合高级加密标准AES-128协议，每秒更新一次种子密钥，中奥联合团队建立了一套北京到维也纳的加密视频通信系统，并利用该系统成功举行了75分钟的中国科学院和奥地利科学院洲际量子保密视频会议。“墨子号”卫星与不同国家和地区的地面站之间实现成功对接，表明了通过“墨子号”卫星与全球范围任意地点进行量子通信的可行性与普适性，并为形成卫星量子通信国际技术标准奠定了基础。

中国科学家成功实现首次洲际量子通信？

世界首条量子保密通信干线——“京沪干线”9月29日正式开通；结合“京沪干线”与“墨子号”的天地链路，我国科学家成功实现了洲际量子保密通信。这标志着我国已构建出天地一体化广域量子通信网络雏形，为未来实现覆盖全球的量子保密通信网络打下坚实基础。

开通仪式在国家量子保密通信“京沪干线”北京控制中心举行，中国科学院院长白春礼在现场使用量子加密视频会议系统分别与合肥、济南、上海、新疆等地成功通话。同时，通过“墨子号”量子卫星与奥地利科学院院长安东·塞林格教授进行了世界首次洲际量子保密通信视频通话。在通话中，塞林格院长向我国科学家近期在量子通信领域取得的一系列卓越成果表示祝贺，也对进一步加强两国在量子领域的深度合作提出了希望。

据介绍，建成后的“京沪干线”，实现了连接北京、上海，贯穿济南和合肥全长2000余公里的量子通信骨干网络，通过“墨子号”量子科学实验卫星兴隆地面站与“京沪干线”北京上地中继接入点的连接，真正打通了天地一体化广域量子通信的链路，并通过“墨子号”量子卫星与奥地利地面站的卫星量子通信，在世界上首次实现了洲际量子通信。

“京沪干线”项目2013年7月由国家发改委批复立项，整个项目建设周期42个月，2016年底完成了全线贯通和星地一体化对接，经过半年多的应用测试和长时间稳定性测试，于2017年8月底在合肥完成了全网技术验收。

量子通信是迄今唯一被严格证明无条件安全的通信方式，可以有效解决信息安全问题。京沪干线与“墨子号”量子科学实验卫星的成功对接，预示着天地一体化广域量子通信网络雏形已经形成，未来将以此为基础，推动量子通信在金融、政务、国防、电子信息等领域的大规模应用，建立完整的量子通信产业链和下一代国家主权信息安全生态系统，最终构建基于量子通信安全保障的量子互联网。

量子到底是什么？

量子是现代物理的重要概念。最早是由德国物理学家M·普朗克在1900年提出的。他假设黑体辐射中的辐射能量是不连续的，只能取能量基本单位的整数倍，从而很好地解释了黑体辐射的实验现象。

自从普朗克提出量子这一概念以来，经爱因斯坦、玻尔、德布罗意、海森伯、薛定谔、狄拉克、玻恩等人的完善，在20世纪的前半期，初步建立了完整的量子力学理论。绝大多数物理学家将量子力学视为理解和描述自然的基本理论。

扩展资料：

1、中国的量子技术：“墨子号”量子卫星

2017年6月16日，中国量子科学实验卫星首席科学家、中国科学技术大学副校长潘建伟院士在媒体的闪光灯下宣布：中国率先实现了“千公里级”的星地双向量子纠缠分发，打破了此前国际上保持多年的“百公里级”纪录，回答了爱因斯坦关于量子力学的“百年之问”。

2、中国的量子通讯网络计划

中国计划将来还将发射多颗量子卫星，到2020年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讯网也将建成。

到2030年左右，则将建成环球化的广域量子通讯网络。

参考资料：

百度百科——量子

中国新闻网——中国量子卫星重大突破

“墨子号”成功实现洲际量子密钥分发有什么意义？

“墨子号”成功实现洲际量子密钥分发的意义：

“墨子号”卫星与不同国家和地区的地面站之间实现成功对接，表明了通过“墨子号”卫星与全球范围任意地点进行量子通信的可行性与普适性，并为形成卫星量子通信国际技术标准奠定了基础。

基于卫星平台的量子通信是构建覆盖全球量子通信网络最为可行的手段。2011年底，中科院与奥地利科学院签署了协议，计划利用“墨子号”量子卫星在中国和奥地利之间实现洲际量子密钥分发。

“墨子号”：

量子科学实验卫星是一颗低轨卫星，只能在晚上进行量子通信，空间覆盖能力和应用都有限。

2016年8月16日1时40分，中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“墨子号”发射升空，这种方式能极大提高通信保密性。中国科学技术大学、中科院微小卫星创新研究院、西安卫星测控中心、中科院国家空间科学中心等单位相关领导在交付使用证书上签字。6月，“墨子号”实现1203公里光子纠缠，刷新世界纪录。

2018年1月，“墨子号”成功实现洲际量子密钥分发。