中国科学家建造了第一个量子卫星网络

中国的量子卫星取得了第一个成功的结果。在今天发表在“ 科学”杂志上的一篇论文中，中国科学院的研究人员宣布，这颗卫星已成功地在三个不同的地面基站之间分布纠缠光子，在地面上相隔1200公里。结果是所展示的最长的纠缠，以及跨越地球和太空之间的第一次纠缠。研究人员表示，该系统“开辟了实际量子通信和基本量子光学实验的新途径，这些实验是在地面以前无法进入的距离上进行的。”

该卫星于8月发射，它使用晶体在轨道上产生成对的纠缠光子。然后光子传输到中国的基站，通过太空行进2400公里。

理论上，纠缠光子可以在任何距离上保持连接，但实际上，在不破坏纠缠的情况下分配光子对通常很困难。如果可以保持纠缠，结果是一个实际上无法拦截的通信渠道。最简单的应用是密码学家称之为量子密钥分发网络，使用网络安全地分发长而复杂的加密密钥。任何试图拦截这些键的人都很容易被发现，因为在不改变光子的情况下观察光子是不可能的。

量子网络已经在地面光纤网络中显示出前景，其中专用路由设备可以执行与传统光纤电缆相同的技巧。第一个这样的网络是由哈佛大学，波士顿大学和私人实验室于2003年建立的DARPA资助的网络。在此后的几年里，许多公司都试图建立更加雄心勃勃的联系。瑞士公司ID Quantique已经制定了一个量子网络，可以连接许多北美最大的数据中心; 在中国，一个独立的团队正在研究北京和上海之间长达2000公里的量子链路，它依靠光纤跨越比卫星链路更远的距离。尽管如此，光纤的性质严格限制了单个光子可以传播的距离。

根据ID Quantique的说法，可靠的卫星链路可以将现有的光纤网络连接成一个跨越全球的量子网络。“这证明了太空量子通信的可行性，”ID Quantique首席执行官Gregoire Ribordy告诉The Verge。“我们的愿景是，您可以通过光纤获得区域量子密钥分配网络，它可以通过卫星链路相互连接。”

中国并不是唯一致力于将量子网络带入太空的国家。英国斯特拉斯克莱德大学与新加坡国立大学之间的合作希望能够在称为Cubesats的廉价现成卫星中产生同样的纠缠。一个加拿大团队也在开发一种在将它们送入太空之前在地面上产生纠缠光子的方法。