探秘世界首颗量子科学实验卫星
（视频来源： CCTV-新闻联播，5月28日播出）
2016年，天空中将会多出一颗耀眼的星，而它就是即将发射的“量子科学实验卫星”。
“前面的攻关试验都已经做完了。”中国科大微尺度物质科学国家实验室研究员彭承志说，量子科学实验卫星将如期发射。
这意味着，量子通信将具备覆盖全球范围的能力。“不过，量子科学实验卫星是一颗低轨卫星，只能在晚上进行量子通信，空间覆盖能力和应用都还比较有限。”彭承志说，为了提高量子通信的范围和应用能力，他们可能还会考虑量子星座的研制。
迈出量子通信第一步。
随着网络通信的飞速发展，账号保护、传送安全等成为人们日益关心的问题。作为以量子力学基本原理为基础的全新通信技术，量子通信被视为可以解决人们的担忧、无条件保障通信安全的最有效方式。
而如何让这一方式更好地服务于广大用户，一直是学界研究的热点。中科院院士、中国科学技术大学教授潘建伟带领团队，用辛苦和努力浇灌了一朵量子之花。
2012年2月17日，是让团队成员、中科院量子技术与应用研究中心副主任赵勇铭记在心的日子。当天，历时18个月建设的“合肥城域量子通信试验示范网”终于完成了。
这是全球首个城域量子通信试验示范网，有了这一安全保障，示范网用户传递的信息内容就会变得不可窃听、复制或破译。
研制量子通信网络终端设备，研制量子通信微光探测核心器件，研制量子通信网控设备等产品……前期的工作做足后，拥有一个产品和技术的试验床，就显得有点迫切。“我们需要一个具有稳定性和安全性的更大的平台来检测通信，同时积累量子通信网络的建设和运维经验。”赵勇说。
合肥示范网应运而生，建成的示范网有46个节点，网络覆盖合肥市主城区，用户涵盖省市政府机关单位、金融机构、研究院所等。而直到现在，这些单位都是这一平台上的创新参与者。
如果说合肥示范网的建立是要建设一个技术试验床，那么，今年3月份投入使用的济南量子通信试验网则是面向用户日常应用的，希望更加贴合不同使用单位的要求。
目前，济南量子网络有90多家用户单位，可以通过网络内量子通信集控站和终端，实现安全的语音和视频通信、安全的文件传真以及安全的数据传输。“我们的平台可以承载上千用户。”赵勇说，“网络目前是免费提供给用户使用的，试验网的目的是通过用户的使用来进行相关行业应用模式的探索。”济南网的顺利运行，标志着量子通信城域网技术已经发展成熟。
“量子通信网络需要在更大范围里，通过更多的用户体验进一步验证其稳定性，提高其可用性。”中国科大微尺度物质科学国家实验室研究员陈宇翱表示，只有具备了稳定性，才会拥有更多的用户。记者了解到，建设中的量子通信“京沪干线”连接北京、济南、合肥、上海，全长2025公里，提供4城市间网状8Gbps加密应用数据传输业务。
“目前主要的使用对象还是银行、证券公司等一些金融机构。”陈宇翱说，北京、上海城域量子通信网将分别于今年年底和明年夏天建成。陈宇翱告诉记者，2025~2030年，覆盖全国的量子通信网络也有望建成，“我们希望能将安全距离扩展得更远，并且通过京沪干线来探索一定的商业盈利模式，将量子通信产业化”。
在潘建伟等人看来，成功就是解决一个又一个问题。
量子科学实验卫星的研发亦是如此。研制一颗卫星，需要考虑很多问题，包括如何提高精度，将量子信号从天上传下来以及卫星发射以后的空间适应性问题。
尽管过程满是艰难，所幸的是，这些问题都已得到很好的验证。现在，团队成员们在期待卫星发射的那一刻。
不过，对于团队的研究人员来说，努力并没有到此为止。目前量子通信完成的还是最简单的点对点的信息传递，真正要组网的话，还需要一段时间。彭承志还表示，日后建成的量子通信网络，要致力于与既有经典网络的融合，“比如说加密这一块，我们要提高网络的实用性，让更多的外围企业参与进来”。此外，通过量子通信的发展来带动量子测量和量子计算等技术的发展，也是这个团队的期望，在他们看来，未来，“量子技术大有可为”。
近日，由我校潘建伟、彭承志团队承担的量子科学实验卫星有效载荷研制工作取得了重要进展。卫星有效载荷总体在上海组织召开了量子实验控制与处理机、量子纠缠源初样鉴定件验收评审会。会议由卫星工程常务副总师王建宇研究员主持，有效载荷主任设计师廖胜凯、副主任设计师曹原等代表我校做了初样鉴定件研制总结汇报，卫星系统副总师舒嵘研究员、彭承志研究员，以及其他评审组专家和相关人员出席了验收评审会。
与会专家分别听取了量子实验控制与处理机和量子纠缠源的《初样鉴定件研制总结报告》、《初样可靠性安全性总结报告》、《初样产品质量报告》，审查了初样鉴定件产品的设计开发、研制、环境试验及验收测试结果等相关技术材料。专家一致认为，量子实验控制与处理机、量子纠缠源初样鉴定件产品功能性能满足卫星建造规范和有效载荷任务书要求，光、机、电接口满足卫星与有效载荷接口数据单要求，空间环境模拟试验有效，研制过程质量可控，同意验收交付。交付产品在纠缠源亮度、时间测量精度等关键技术指标上均大幅度超过了任务书要求，为更好地完成科学目标打下了良好的基础。
量子科学实验卫星是中国科学院空间科学战略性先导科技专项中首批确定的卫星之一，将在国际上首次实现星地高速量子密钥分发并建立广域量子通信网络，开展星地量子纠缠分发与地星量子隐形传态实验研究。我校作为首席科学家和天地一体化实验总体组的依托单位，牵头承担了科学应用系统研制工作，并参与卫星有效载荷的研制工作，其中有效载荷共设四个分系统，中国科学技术大学牵头负责量子实验控制与处理机、量子纠缠源的研制，并参与另外两个分系统的研制。
我校青年教师廖胜凯、印娟分别作为量子实验控制与处理机和量子纠缠源主任设计师，带领年轻的工程研制团队，发扬艰苦拼搏、迎难而上的精神，克服任务难度大、时间进度紧等困难，研制产品达到并超过总体任务指标要求，成功完成产品交付。
航天工程初样鉴定件交付标明产品已经完成地面环境模拟试验，验证了设计、工艺方案、可靠性和系统的协调性，进一步确定了正样飞行件的状态，为正样飞行件的研制打下了坚实的基础。
量子科学实验卫星实验控制与处理机和纠缠源两台（套）航天型号产品初样鉴定件的成功交付验收标志着我校在航天工程研发、质量管理等方面迈上了一个新的台阶。
（新闻来源：科学网、量子信息与量子科技前沿创新中心、科研部。刊登于中国科大新闻网）
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