歐洲航天局欲建量子密碼通信系統衛星

據The Register網站2018年5月3日報道，歐洲航天局（ESA）正在尋求建造一顆通信衛星，使用量子密鑰分發安全地傳送數據。

2018年5月3日，歐洲航天局與總部設在盧森堡的SES公司簽署了一份合同，開發一種「量子密碼通信系統（QUARTZ）」。

量子糾纏是一個蓬勃發展的研究領域。它是一種量子力學現象，描述了兩個粒子互相糾纏，即使相距遙遠距離，一個粒子的行為將會影響另一個的狀態。當其中一顆被操作（例如量子測量）而狀態發生變化，另一顆也會即刻發生相應的狀態變化。糾纏態作為一種物理資源，在量子信息的各方面，如量子隱形傳態、量子密鑰分配、量子計算等都起著重要作用。

「QUARTZ」衛星將作為兩個地面站之間的傳遞者保護通信安全。描述一串隨機數的信息被編碼為糾纏光子，它們從地面站發射到太空中的衛星，再送回另一個地面接收機。然後密鑰用於解密信息。

如果任何對手試圖篡改密鑰，就會改變糾纏光子的量子態，因此發送者就會知道有人試圖攔截他們的通信。

量子糾纏很難長距離保存，大多數量子密鑰分發都是由延伸到幾百公里的光纖承載的。通過將光子在衛星和地面站之間傳送，可以實現在更遠的距離上傳送密鑰。

歐洲航天局表示「QUARTZ」衛星是朝這個方向邁出的商業化第一步，旨在提供一個可靠的、全球可用的密鑰攜帶和分配系統。在歐洲航天局的幫助下，SES公司在「QUARTZ」項目的框架下計劃將該平台發展成為一個魯棒的、可擴展的且具有商業可行性的衛星量子密鑰分發（QKD）系統，用於地理上分散的網路。

「QUARTZ」衛星並不是第一顆進入太空的量子通信衛星，由中國科學院研究人員設計的QUESS（量子科學實驗衛星）項目於2016年發射了墨子號（Micius）衛星。據報道，2017年研究小組成功地將光子糾纏保持了1200公里。

（鄭歆楚 編譯）

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