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潘建伟团队的追星人:从青海打怪兽到南山密码本

2017-08-16 21:04栏目:电商

落日沉入天山支脉西侧。

 

吴骋爬上三折铁梯到天台,拉下手闸,打开穹顶,几乎是一整条银河铺过他头顶。风终于吹散了云层,织女星在银河一侧,牛郎星在另一侧。

 

他看向北天极,找到北斗七星中最低的那颗天璇星的位置,约是今夜墨子号量子通信卫星出现在夜空的高度。

 

在新疆南山地面站,重山已经隔断城市灯火,吴骋和李海兵在等墨子号来。对昼夜颠倒做量子卫星通信实验的人来说,凌晨是最需要清醒的时刻。

 

潘建伟团队的追星人:从青海打怪兽到南山密码本

 

李海兵和吴骋每夜等待量子星过境的新疆南山夜空 澎湃新闻记者 王颖霞 图

 

8月10日,墨子号在太空中飞行的第359天,潘建伟带领的中国科学技术大学量子通信团队实现了“三箭齐发”的诺言。

 

继墨子号千公里级量子纠缠分发登上《科学》杂志封面后,英国《自然》杂志发布了潘建伟团队的另外两项成果:第一次实现了星地量子密钥分发,跨越千公里距离,从卫星向地面发送无法破解的“密码本”;在地星之间验证了“隐形传态”的理论,第一次将量子态由地面隐形传输至卫星上。

 

至此,“墨子号”量子卫星提前实现了全部三大既定科学目标。潘建伟团队希望,这将为中国继续引领世界量子通信技术发展、空间尺度量子物理基本问题检验,奠定科学与技术基础。

 

全球量子通信的研究者,一直在地面通信距离上争夺“首次”和“第一”。随着中国把第一颗量子卫星送入太空,天空拉开了新的战局。

 

潘建伟曾表示,量子通信能够防范监听,实现通信保密安全。到2030年,希望中国能率先建成全球化的广域量子通信网络。

 

2016年8月16日,世界第一颗量子卫星“墨子号”升空的那一夜,廖胜凯在甘肃酒泉卫星发射基地监控着发射塔架上的卫星状态,耳边只有轰轰隆隆的巨响,遗憾是没能亲眼看到墨子号升空。任继刚在西藏海拔5100米的阿里观测站待命,为星地对接做最后准备。阿里站将是墨子号第二个对接的地面站,卫星以每秒8公里的速度划过夜空时,他祈祷能顺利“抓住”这枚量子星。

 

李海兵和同事们站在茫茫戈壁上,在火箭引擎巨大的轰鸣声中,他们全程静默。1.5公里外,火箭终于载着墨子号升上夜空。

 

那一夜之后,他们都成了追量子星的人。

 

南山南:来自卫星的防监听“密码本”

 

入夏几场雨后,新疆南山的草已经疯长到半人多高。在量子通信地面站小楼四围,紫色风信子和浅蓝风铃草铺满山坡,鹰在荆棘开出的白花上空盘旋。

 

夕照渐渐从草场上消失。如果能劈散这一束夕阳余晖,劈到粒子不可再分,那么组成一束光的最微小粒子,就被称为光量子。对光量子振动的不同形态编码后完成分发,能够在收发双方生成一串量子密钥,用来加密信息。

 

保密,是量子通信、量子密钥分发的核心功能。

 

2004年,美国前特工斯诺登揭开美国“棱镜计划”,而后逃亡俄罗斯。这场美国国家安全局实施的窃听计划震骇了美国社会,邮件、通话、视频信息,都暴露在了电子监听之下。与此同时,通信网络却通过手机、电脑、银行交易、亲友通信……渗入日常生活的每个毛孔。

 

李海兵在南山站做卫星密钥分发的实验。他通常在黄昏时去地面站开始工作,夏天荆棘刺穿衣裤,半人高的草丛中已经踏出两条小径,冬天时候,一步一步陷在二十公分的白雪里。

 

南山的夜安静如与世隔绝。李海兵清楚记得荒草生长的速度,深夜四下只有自己发出的声响,和一只看见手电光亮就狂吠一路的家犬。

 

潘建伟团队的追星人:从青海打怪兽到南山密码本

新疆南山量子通信地面站 澎湃新闻记者 蒋晨悦 图

 

墨子号会从夜空发下一串量子密钥。光量子细小到不可再分,不能被复制,而任何第三方的监听,都会引起光子的变化,从而被察觉。因此从理论上来说,是可以建立完美防范监听的“密码本”。