空间科学先导专项:十年铸就信息安全之“盾”

2016年08月16日08:47  来源:科学网
 

2016年4月26日,安徽合肥正是多雨时节。

中共中央总书记、国家主席习近平走进中国科学技术大学,视察量子通信等高新技术。

在察看了量子通信等量子信息科学研究的成果展示后,总书记来到量子通信“京沪干线”和量子科学实验卫星总控中心,听取了中国科学院院士、量子科学实验卫星首席科学家潘建伟对于量子通信网络建设、运行和应用情况的详细介绍。

“很有前途、非常重要。”对于量子通信研发工作,总书记给予了充分肯定并同时指出,这些科研成果表明中国科大在新兴产业发展方面动作快、力度大、成绩明显。

在中国科大人眼中,总书记的这番话不仅是对广大科研人员的鼓励,更是寄予了殷切的期望。

聚焦太空 挑战极限

由于量子通信技术的巨大优势及潜力,世界各国特别是欧盟、美国和日本纷纷投入了大量的人力、物力进行通信的理论和实验研究。

面对严峻的形势,中国科学家丝毫不敢怠慢,积极谋划,最终将目光聚焦太空。

在外太空,真空环境对光的传输几乎没有衰减,同样也没有退相干效应。因此,若能将单光子或纠缠光子对传出大气层,配合星载平台技术和光束精确定位技术,就有可能实现自由空间的远距离量子通信。

通过地面站建立地面量子通信网络和空间飞行平台之间的桥梁,就可以将广域分布的地面量子通信网络连接起来,实现真正的广域量子通信。当然,挑战极限的魅力还不止于此。中国科学技术大学教授陈宇翱曾表示:“作为一名科学家,驱使我不断前行的动力在于探寻更多的物理学基础知识。”

厉兵秣马 迎难而上

在创新工程重大项目的支持下,中国科大与中科院上海技物所、上海微小卫星工程中心、中科院光电所等机构联手,围绕开展空间量子实验的最终目标进行了一系列关键技术的攻关与外场的试验验证。

谋定而动,行且坚毅。中国科学家用实际行动书写了一个个“传奇”:16公里自由空间量子隐形传态、百公里级自由空间量子通信、星地量子通信的全方位地面验证等重要实验陆续实现,从而为星地量子通信打下了坚实的科学与技术基础。

2011年,中科院果断决策启动量子科学实验卫星项目,并将其纳入空间科学先导专项。在专项的支持下,一支精英队伍很快集结:中国科大负责天地一体化实验系统、量子通信有效载荷及地面站量子终端研制,上海技物所负责空间光跟踪瞄准及航天工程质量管理,上海微小卫星工程中心负责卫星平台研制,中科院国家天文台和中科院光电技术研究所负责量子通信地面站建设。

经过几年的努力,如今量子科学实验卫星终于成功发射入空。

“量子互联网”

展望量子通信的前景,潘建伟相信,未来将形成天地一体的全球化量子通信基础设施,形成完整的量子通信产业链和下一代国家主权信息安全生态系统,构建基于量子通信安全保障的未来互联网,即“量子互联网”。

而在诺贝尔物理学奖得主、美国科学院院士、伊利诺伊大学香槟分校物理学教授Anthony J. Leggett看来,此次量子科学实验卫星上的实验如果能够成功,“肯定会为最终的量子互联网打下坚实的基础”。

通信安全是人类的夙愿。在量子物理的指引下,虽然量子科学实验卫星的发射只是个开始,但通向绝对安全通信的量子互联网或许不再遥远。(倪伟波)

空间科学先导专项量子科学实验卫星 大事记

2009年12月

空间科学先导专项参加战略性先导科技专项实施方案评议会,并在16个建议专项中名列前三名。经中科院党组会审议,确定为拟于第一批启动的专项之一。

2010年3月31日

国务院第105次常务会议审议通过中科院“创新2020”规划,由中科院组织实施战略性先导科技专项。

2010年9月25日

中科院组织召开战略性先导科技专项咨询评议会。空间科学先导专项作为8个候选专项之一参加并通过了专家咨询评议。

2010年10月28日

空间科学先导专项实施方案通过空间科学先导专项实施方案论证评审。

2011年12月14日

量子科学实验卫星项目完成立项综合论证。

2011年12月23日

量子科学实验卫星工程启动暨动员会在京召开,标志着量子科学实验卫星正式进入工程研制阶段。

2012年12月10日

量子科学实验卫星工程方案转初样研制阶段动员会召开,标志着量子科学实验卫星工程正式转入初样研制阶段。

2014年9月1~3日

中科院发展规划局组织召开空间科学先导专项中期检查专家评审会,专项顺利通过中期检查。

2014年12月30日

量子科学实验卫星通过初样转正样阶段评审,正式转入正样研制阶段。

2015年12月6日

量子科学实验卫星系统与科学应用系统完成星地光学对接试验,验证了天地一体化实验系统能够满足科学目标的指标要求。

2016年2月25日

量子科学实验卫星工程完成大系统联试。

2016年4月11日

运载火箭完成出厂评审。

《中国科学报》 (2016-08-16 第1版 要闻)

(责编:魏艳、赵竹青)

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