3年前，全球首顆量子衛星「墨子號」升空，突破與潛力備受矚目

量子通信是指利用量子糾纏效應進行信息傳遞的一種新型的通訊方式，是量子論和資訊理論相結合的新的研究領域。

3年前的今天，2016年8月16日凌晨1時40分，中國在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭成功發射世界首顆量子科學實驗衛星「墨子號」。這意味著中國將成為世界上首個實現衛星和地面之間量子通信的國家，先於歐美擁有量子通信覆蓋全球的能力。

量子衛星2011年12月立項，是中科院空間科學先導專項首批科學實驗衛星之一。而首顆量子通信衛星以我國古代科學家墨子的名字來命名。墨子最早提出過光線沿直線傳播的觀點，進行了小孔成像實驗。用他的名字命名以紀念他在早期物理光學方面的成就。

「墨子號」是全球第一顆量子科學實驗衛星，如今已經圓滿完成了千公里級的星地雙向量子糾纏分發、星地量子密鑰分發、地星量子隱形傳態三大科學目標，並完成基於糾纏的星地量子密鑰分發、洲際量子密鑰分發與視頻通話演示。

中國量子衛星首席科學家潘建偉院士介紹，如果說地面量子通信構建了一張連接每個城市、每個信息傳輸點的「網」，那麼量子科學實驗衛星就像一桿將這張網射向太空的「標槍」。當這張縱橫寰宇的量子通信「天地網」織就，海量信息將在其中來去如影，並且「無條件」安全。

「墨子號」成功發射後，極大地激起了公眾對量子科技的濃厚興趣。包括英國《自然》雜誌、美國《科學》雜誌、《科學美國人》、英國《新科學家》、《紐約時報》、英國廣播公司（BBC）等眾多國際知名學術和公共媒體都對「墨子號」進行了專題報道，美國國家航天局（NASA）也在其官網上對「墨子號」發射任務給出了詳細的介紹。

此後2017年1月18日，世界首顆量子科學實驗衛星「墨子號」在圓滿完成4個月的在軌測試任務後，正式交付中國科學技術大學使用。

2017年6月16日，中國「墨子號」量子衛星在世界上首次實現千公里量級的量子糾纏，這意味著量子通信向實用邁出一大步。

2017年8月12日，墨子號」取得最新成果——國際上首次成功實現千公里級的星地雙向量子通信，為構建覆蓋全球的量子保密通信網路奠定了堅實的科學和技術基礎，至此，「墨子號」量子衛星提前、圓滿地完成了預先設定的全部三大科學目標。

2017年9月29日，世界首條量子保密通信幹線「京滬幹線」與「墨子號」科學實驗衛星進行天地鏈路，我國科學家成功實現了洲際量子保密通信。這標誌著我國在全球已構建出首個天地一體化廣域量子通信網路雛形，為未來實現覆蓋全球的量子保密通信網路邁出了堅實的一步。

2018年1月，在中國和奧地利之間首次實現距離達7600公里的洲際量子密鑰分發，並利用共享密鑰實現加密數據傳輸和視頻通信。該成果標誌著「墨子號」已具備實現洲際量子保密通信的能力。

2019年1月31日，美國科學促進會宣布「墨子號」量子科學實驗衛星科研團隊被授予2018年度克利夫蘭獎，以表彰該團隊通過實現千公里級星地雙向量子糾纏分發推動大尺度量子通信實驗研究做出的貢獻。

未來我國量子通信行業市場規模將超800億

近年來，量子通信因其傳輸高效和絕對安全等特點，被認為是下一代通信和計算機技術的支撐性研究。由於量子不可分割、狀態不可克隆的特性，將其作為信息載體便可以實現抵禦任何竊聽的密鑰分發，進而保證傳輸內容的絕對安全。以此為核心研究內容的量子衛星通信，也已成為全球物理學研究的前沿與焦點領域。

在量子通信的國際賽跑中，中國屬於後來者。經過多年的努力，中國已經躋身於國際一流的量子信息研究行列，在城域量子通信技術方面也走在了世界前列。隨著「量子衛星」「京滬幹線」等重大項目的建設，我國量子通信技術已躋身全球領先地位。如今，奧、意、俄、日、加等國的科研機構正在或試圖與我國合作，包括聯合制訂量子通信產業的國際標準。

據前瞻產業研究院發布的《中國量子通信行業市場前瞻與投資策略分析報告》統計數據顯示，截止至2017年我國量子通信行業市場規模達到約180億元。初步測算2018年我國量子通信行業市場規模將達到320億元左右。預測2019年我國量子通信行業市場規模將達425億元，並預測在2023年我國量子通信行業市場規模將超800億元，達到805億元左右，2019-2023年均複合增長率約為17.31%。

2018年以來，我國在量子通信技術領域不斷突破新紀錄。清華大學的研究團隊首次實現了25個量子介面之間的量子糾纏，打破了先前加州理工學院研究組4個量子介面之間糾纏的紀錄。中國科技大學的研究團隊在國際上首次實現18個光量子比特的糾纏，刷新了所有物理體系中最大糾纏態製備的世界紀錄。中國科技大學的研究人員還在量子通信研究中取得新進展，創造密集編碼量子通信信道容量新紀錄。

當然，量子通信行業有其自身的諸多短板，比如上游產業的弱勢、實際應用中的通信保密性問題、配套技術成熟度不夠、產業化進程較慢等等。也有觀點對這一技術研發提出質疑。

2018年3月，政府工作報告肯定量子通信發展成果，將量子通信與載人航天、深海探測、大飛機並列為重大創新成果，認可量子通信行業地位和發展成果。量子通信技術在高端領域通信安全、信息存儲、衍生新型網路架構等方面被寄予眾望。

而且，得益於量子保密通信絕對安全性，量子通信不僅應用於百姓日常通信，也可用於水、電、煤氣等能源供給和民生網路基礎設施的通信保障，還可應用於國防、金融、商業等領域，勢必對產業界和科技界產生巨大變革。

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