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“墨子号”卫星系统副总师彭承志:更小型化量子卫星预计2022年发射

每日经济新闻 2021-10-14 15:50:53

每经记者 刘春山    每经编辑 张海妮    

彭承志演讲中。图片来源:每经记者 刘春山 摄

2016年我国成功发射了国际首颗量子科学实验卫星“墨子号”,在卫星帮助下,我国实现千公里级的量子通信、地星量子隐形传态、星地双向量子纠缠分发等。对于空间量子科学的未来进一步发展,外界也一直很好奇。

“未来,通过墨子号、京沪干线的成功实施,我们可能率先凝聚一个共识:打造一个天地一体、广域量子通信网络。”10月14日,在量子科学与技术前沿论坛上,“墨子号”卫星系统副总师彭承志表示,“这张网络不仅瞄准下一代信息安全的趋势,还可以给未来空间的基础科学研究提供一个非常好的平台”。

彭承志同时是中国科学技术大学研究员,博士生导师,也是A股上市公司国盾量子的董事长。2011年,中科院空间科学先导专项量子科学实验卫星正式立项,彭承志被任命为科学应用系统总师和卫星系统副总师。

彭承志介绍,正研制重约100公斤的微纳空间量子密钥分发卫星,QKD载荷35公斤,预计2022年发射。“这是真正有业务价值的。”目前,中国科大等联合团队已基本完成小型化、轻量化的卫星载荷,重量从原来的几百公斤降至30多公斤。

彭承志在演讲中也毫不避讳地谈到了“墨子号”卫星存在局限性。他指出,“墨子号”是低轨卫星,轨道约高500公里(地球半径约6000公里),所以它对地球的覆盖范围较小;同时,它的工作时间偏短,单次过地面站的时间约为9分钟,而且由于技术限制,现在只能在夜晚(地影区)工作。“这极大地限制了它的未来应用,和更进一步、更有想象力的科学实验的开展。”

彭承志表示,未来发展的一个可行方向是低轨卫星跟中高轨量子卫星相结合。中高轨量子卫星具有一些优势,如机动的对站能力、更长的实验时间,而且能够突破地影区限制,24小时成码。“高轨除了可以做距离更远、覆盖范围更广的量子通信,还可以把量子力学的非定域性检验再大步往前走。”

在量子通信方面,尤其是量子保密通信已经比较成熟,可以非常方便地利用传统的光纤网络来进行量子密钥的分发,实现城域量子保密通信,利用中继实现城市间的量子保密通信。在卫星远距离支持之下可以开展广域的量子保密通信。彭承志表示,未来,国内将着力构建完整的天地一体广域量子保密通信网络体系,推动量子保密通信在国防、政务、金融和能源等领域率先加以广泛应用,实现量子保密通信网络和经典通信网络的无缝衔接。

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