“墨子號”衛(wèi)星系統(tǒng)副總師彭承志：更小型化量子衛(wèi)星預(yù)計2022年發(fā)射

每經(jīng)記者 劉春山    每經(jīng)編輯 張海妮    

彭承志演講中。圖片來源：每經(jīng)記者 劉春山 攝

2016年我國成功發(fā)射了國際首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”，在衛(wèi)星幫助下，我國實現(xiàn)千公里級的量子通信、地星量子隱形傳態(tài)、星地雙向量子糾纏分發(fā)等。對于空間量子科學(xué)的未來進(jìn)一步發(fā)展，外界也一直很好奇。

“未來，通過墨子號、京滬干線的成功實施，我們可能率先凝聚一個共識：打造一個天地一體、廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)。”10月14日，在量子科學(xué)與技術(shù)前沿論壇上，“墨子號”衛(wèi)星系統(tǒng)副總師彭承志表示，“這張網(wǎng)絡(luò)不僅瞄準(zhǔn)下一代信息安全的趨勢，還可以給未來空間的基礎(chǔ)科學(xué)研究提供一個非常好的平臺”。

彭承志同時是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究員，博士生導(dǎo)師，也是A股上市公司國盾量子的董事長。2011年，中科院空間科學(xué)先導(dǎo)專項量子科學(xué)實驗衛(wèi)星正式立項，彭承志被任命為科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)總師和衛(wèi)星系統(tǒng)副總師。

彭承志介紹，正研制重約100公斤的微納空間量子密鑰分發(fā)衛(wèi)星，QKD載荷35公斤，預(yù)計2022年發(fā)射。“這是真正有業(yè)務(wù)價值的。”目前，中國科大等聯(lián)合團(tuán)隊已基本完成小型化、輕量化的衛(wèi)星載荷，重量從原來的幾百公斤降至30多公斤。

彭承志在演講中也毫不避諱地談到了“墨子號”衛(wèi)星存在局限性。他指出，“墨子號”是低軌衛(wèi)星，軌道約高500公里（地球半徑約6000公里），所以它對地球的覆蓋范圍較??；同時，它的工作時間偏短，單次過地面站的時間約為9分鐘，而且由于技術(shù)限制，現(xiàn)在只能在夜晚（地影區(qū)）工作。“這極大地限制了它的未來應(yīng)用，和更進(jìn)一步、更有想象力的科學(xué)實驗的開展。”

彭承志表示，未來發(fā)展的一個可行方向是低軌衛(wèi)星跟中高軌量子衛(wèi)星相結(jié)合。中高軌量子衛(wèi)星具有一些優(yōu)勢，如機(jī)動的對站能力、更長的實驗時間，而且能夠突破地影區(qū)限制，24小時成碼。“高軌除了可以做距離更遠(yuǎn)、覆蓋范圍更廣的量子通信，還可以把量子力學(xué)的非定域性檢驗再大步往前走。”

在量子通信方面，尤其是量子保密通信已經(jīng)比較成熟，可以非常方便地利用傳統(tǒng)的光纖網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行量子密鑰的分發(fā)，實現(xiàn)城域量子保密通信，利用中繼實現(xiàn)城市間的量子保密通信。在衛(wèi)星遠(yuǎn)距離支持之下可以開展廣域的量子保密通信。彭承志表示，未來，國內(nèi)將著力構(gòu)建完整的天地一體廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)體系，推動量子保密通信在國防、政務(wù)、金融和能源等領(lǐng)域率先加以廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)量子保密通信網(wǎng)絡(luò)和經(jīng)典通信網(wǎng)絡(luò)的無縫銜接。