日前，中国科学院在京召开新闻发布会，宣布"墨子号"量子科学实验卫星提前并圆满实现全部三大既定科学目标，在国际上次成功实现了从卫星到地面的量子密钥分发和从地面到卫星的量子隐形传态。这是继先前在国际上率先实现千公里星地双向量子纠缠分发和量子力学非定域性检验之后，我国科学家利用"墨子号"量子卫星实现的空间量子物理研究另外两项重大突破。
图1 “墨子号”-兴隆地面站量子密钥分发实验现场图
(图片来源：中国科学技术大学官网)
量子是物理里小的基本个体。它具有神奇的特性：先有多个可能状态的叠加态，只有在被观测或测量时，才会随机地呈现出某种确定的状态。“这就好比孙悟空的分身术”，量子卫星席科学家、中科院院士潘建伟解释道。
其次，量子具有纠缠态，意味着两个纠缠在一起的量子就像有心电感应的双胞胎，不管两个人的距离有多远，当哥哥的状态发生变化时，弟弟的状态也跟着发生一样的变化。
根据量子的两种状态，量子通信分为两种，一种是量子保密通信，能实现无条件安全的通信方式，再也不会被窃听和破译;另一种是量子隐形传态，能将粒子的未知量子态传送到遥远地点而不用传送粒子本身。“就像筋斗云一样，实现瞬间传输。”这次量子卫星发射，就是主要开展星地高速量子密钥分发和地星量子隐形传态等实验。
图2“墨子号”-阿里地面站量子隐形传态实验现场图
(图片来源：中国科学技术大学官网)
此次实验的成功，是中国科学技术大学潘建伟教授带领的中国科学院联合研究团队取得的又一重大科研成就。潘建伟教授是Quantum Design中国子公司的长期客户，其中德国attocube公司的低温强磁场无液氦共聚焦显微镜设备一直在平稳运行，帮助潘教授科研团队实现更多的科研目标。
中国科大量子存储实验室内，潘建伟教授在了解科研情况
此次圆满完成的星地高速量子密钥分发实验和地星量子隐形传态实验，使安全通信速率比传统技术提升万亿亿倍，为构建覆盖全球的量子保密通信网络奠定了坚实的科学和技术基础，并向空间尺度的量子物理和量子引力的实验探索迈出了步。同时，也标志着我国量子通信领域的研究在国际上达到全面的优势地位。两项成果已于8月10日同时在线发表于国际权威学术期刊《自然》杂志上。
参考文献：
1. Satellite-to-ground quantum key distribution. Nature (2017) doi:10.1038/nature23655.
2.Ground-to-satellite quantum teleportation. Nature (2017) doi:10.1038/nature23675.
