量子通信太空賽：哪些國家會是中國的對手

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[導(dǎo)讀]學(xué)界普遍認(rèn)為，量子技術(shù)具備引發(fā)第二次革命的潛能。正因如此，過去一二十年間，包括中國在內(nèi)的多個國家和地區(qū)在量子技術(shù)研發(fā)中都投入了大量資金和精力。

1993年，英國研究人員實現(xiàn)了相位編碼量子密鑰分發(fā)。那時，一場量子技術(shù)領(lǐng)域的國際競賽已經(jīng)開啟。而在量子通信技術(shù)的太空“賽場”，中國16日成功發(fā)射全球首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星，一舉以絕對優(yōu)勢成為國際公認(rèn)的領(lǐng)跑者。那么，這一領(lǐng)域的其他“選手”都有誰？他們在這一競賽中表現(xiàn)如何？由半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展推動的第一次信息處理技術(shù)革命，已深遠(yuǎn)影響著我們的生活。

學(xué)界普遍認(rèn)為，量子技術(shù)具備引發(fā)第二次革命的潛能。正因如此，過去一二十年間，包括中國在內(nèi)的多個國家和地區(qū)在量子技術(shù)研發(fā)中都投入了大量資金和精力。

目前，量子技術(shù)的應(yīng)用研發(fā)主要集中在兩個領(lǐng)域，即量子計算和量子通信。其中，中國在量子通信技術(shù)領(lǐng)域目前處于領(lǐng)先地位。美國物理學(xué)會會士、加州大學(xué)洛杉磯分校物理學(xué)家姜弘文教授接受新華社記者采訪時說，首顆量子衛(wèi)星的成功發(fā)射說明，中國正成為量子科學(xué)和技術(shù)國際研究中的“發(fā)動機(jī)”，中國最新研發(fā)的技術(shù)是最前沿且極具挑戰(zhàn)的，是量子通信技術(shù)發(fā)展的重要里程碑。

與此同時，加拿大、日本、意大利和新加坡的研發(fā)團(tuán)隊也將緊隨其后，開展類似空間量子研究。不過，這些“選手”選擇的競賽“路徑”各有不同。

比如，新加坡國立大學(xué)和英國斯特拉思克萊德大學(xué)組成國際科研團(tuán)隊，正在借助成本僅約10萬美元、重量只有約5公斤的立方體衛(wèi)星開展量子實驗，以幫助人類實現(xiàn)“天基量子通信”。據(jù)報道，去年，這個國際科研團(tuán)隊發(fā)射了一顆立方體衛(wèi)星，可以在其軌道制造和測量“相關(guān)聯(lián)”的成對光子。明年，他們計劃發(fā)射能制造完全糾纏的光子對的設(shè)備。

加拿大科學(xué)家的想法是，在地面制造成對的糾纏光子，然后將它們發(fā)射到不足30公斤重的微型衛(wèi)星。研究人員認(rèn)為，這將比在太空制造光子的成本低。不過，將光子送上衛(wèi)星是個挑戰(zhàn)，科學(xué)家計劃首先用裝有光子接收裝置的飛機(jī)做測試。

意大利帕多瓦大學(xué)的科學(xué)家更“圖省事”。他們覺得，在普通衛(wèi)星上安裝反射鏡或其他更簡單的設(shè)備，就可以完成在太空開展量子科學(xué)實驗的任務(wù)。去年，這個研究小組展示了光子從衛(wèi)星彈回地球，仍能保持其量子態(tài)，接收錯誤率極低，足以用于量子密碼。

還有研究人員提議，應(yīng)該在國際空間站開展量子實驗，利用復(fù)雜的“超糾纏技術(shù)”，實現(xiàn)更安全高效的遠(yuǎn)距傳動。

美國對量子通信的理論和實驗研究開始較早，并最先被列入到國家戰(zhàn)略、國防和安全的研發(fā)計劃。不過，美國“商業(yè)內(nèi)幕”網(wǎng)站在一篇文章中指出，中國在量子通信領(lǐng)域投入了大量資金和精力，將引領(lǐng)量子通信技術(shù)在太空領(lǐng)域的競賽，而美國似乎并沒有相關(guān)的具體研發(fā)計劃。

相對于競爭，科技發(fā)展更呼喚合作。美國加州理工學(xué)院量子物理學(xué)專家斯皮里東·米哈拉基斯贊揚(yáng)中國在這一領(lǐng)域開展的國際合作，并稱贊中國科學(xué)院的視野。

米哈拉基斯相信，國家間的科研合作可帶來影響深遠(yuǎn)的成果。米哈拉基斯對新華社記者說：“我希望更多國家能參與到相關(guān)研究中，創(chuàng)建一個量子技術(shù)更加普及的世界?！?/p> （新華社洛杉磯8月18日電）

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