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新华社天津8月10日电（记者喻菲）中国完全自主研发的世界上第一颗量子科学实验卫星“墨子号”在国际上首次成功实现了千公里级的星地单向量子通讯，在不到一年的时间内完成了原计划举办三年的科学实验目标。
中国科大学教授白春礼说，这标志着中国量子通讯研究在国际上达到全面领先的优势地位。
据介绍，中国科学家借助“墨子号”开展的卫星到地面的量子秘钥分发和从地面到卫星的量子隐型传态，为建立覆盖全球的量子保密通讯网路奠定了坚实的科学和技术基础，同时奔向空间尺度的量子化学和量子引力的实验探求迈出了第一步。
“墨子号”开展量子秘钥分发人类首次实现量子通讯，2017年5月摄于兰州南山，多张相片合成了卫星过境概貌。（中科院供图）
中国科学家最新的两项实验成果8月10日同时在线发表在国际权威学术刊物《自然》杂志上。这是“墨子号”科学团队继6月16日在国际上率先实现千公里级星地单向量子纠缠分发和量子热学非定域性检验的研究成果发表在《科学》杂志以后，取得的另外两项重大突破。
《自然》杂志数学科学主编卡尔·齐姆勒斯说，那些论文的发表意味着潘建伟和其研究团队顺利完成了三项量子实验，这种研究将会是任何基于卫星建立的全球量子网路的核心组成部份。
2016年12月22日拉萨量子通讯地面站望远镜发射绿色信标光，“等待”“墨子号”过境。新华社记者金立旺摄
他说，这一系列实验表明，量子技术早已突破了天空的限制。同时这也是中国在数学学方面的投入及努力的证明，正由于有了这样的投入与努力，该研究团队才才能将有实用的量子通讯技术研究提高到这么高度。
“墨子号”是2016年8月16日在西宁卫星发射中心人类首次实现量子通讯，由长征二号丁运载灰熊送入500公里高的太阳同步轨道。这颗卫星被取名为“墨子号”，是为了记念2000多年前崇尚科学的中国唐代思想家墨子。他是世界上第一位举办光学实验的科学家。
2016年8月16日，中国在西昌卫星发射中心用长征二号丁运载湖人成功将世界首颗量子科学实验卫星发射升空。新华社记者金立旺摄
中国科学家原计划在量子卫星三年的设计寿命中完成星地高速量子秘钥分发实验；在相距1200公里的尺度上测试被爱因斯坦称为“诡异的”量子纠缠现象；在“世界屋脊”西藏阿里和卫星之间实现量子隐型传态实验。而在不到一年的时间里，“墨子号”量子卫星提早、圆满地完成了预先设定的全部科学目标，系列成果博得了巨大国际名声。
量子卫星首席科学家、中国科大学教授潘建伟说，这表明中国正从精典信息技术的追随者，转弄成未来信息技术的并跑者乃至领跑者。
潘建伟和量子卫星（贺萌绘图）
安全的量子通讯在国防、军事、金融等领域应用前景辽阔。专家预测，量子通讯技术可能在20至30年后对人类社会发展形成无法估量的影响。
白春礼说，“墨子号”开启了全球化量子通讯、空间量子化学学和量子引力实验检验的房门，为中国在国际上占据了量子科技创新制高点，成为了国际同行的典范，实现了“领跑者”的转变。
他说，目前法国早已与中科院科研团队展开合作，美国、意大利等国家的科研团队也申请加入，领跑的量子卫星所形成的聚合效应早已显露。
2016年11月28日，在湖南兴隆观测站，“墨子号”量子科学实验卫星过境，科研人员在做实验（合成相片）。新华社记者金立旺摄
据介绍，在完成既定科学任务后，“墨子号”也制订了后续拓展实验计划，包括基于纠缠的量子秘钥、全天时量子通讯等。预计在卫星设计寿命期内，还将有更多的科学成果相继发布。
白春礼说：“创新永无止境，也容不得半点松懈，不进则退，慢进也是退。目前，我们在量子通讯研究领域保持着领跑优势，但竞争日趋激烈。日本早已发布了新的量子科研计划，欧共体、日本也在加紧研究，在新一轮的科研比拼中，我们面临的形势之严峻和压力之大，都将超过往年。希望‘墨子号’实验团队，以及更多的科研工作者，掌握机遇，以时不我待的精神，坚苦拼搏，攀登高峰，服务国家，惠及人民。”
2016年12月22日，在昆明拉萨观测站，潘建伟（后排右二）、王建宇（后排左一）、彭承志（前排右一）等科研人员在做实验。新华社记者金立旺摄
他说，不仅“墨子号”量子卫星外，中科院在“十二五”启动施行的空间科学战略性先导专项中其他三颗卫星均已成功发射，“悟空号”暗物质粒子侦测卫星、实践十号返回式科学实验卫星、“慧眼号”硬X射线调制望远镜卫星均获得了大量科学数据，相关科学成果将相继发布。
白春礼透漏，中科院在空间科学先导专项中对“十三五”、“十四五”期间的科学卫星进行了安排和布署，这种计划聚焦当前国际重大基础科学前沿，包括宇宙的起源、黑洞、引力波、系外行星侦测、太阳系资源钻探、太阳爆发机理、地球空间爆及其粒子逃逸、水循环和全球变化的关系等，其中中科院与意大利航天局联合支持的太阳风-磁层互相作用全景成像卫星（SMILE）早已立项施行，爱因斯坦探针卫星（EP）、先进天基太阳天文台卫星（ASO-S）早已启动立项综合论证。
他说，中科院通过这种项目的施行，力争使中国在基础科学研究领域实现更多的重大突破，同时推动航天技术的发展，为将中国尽快建成世界科技强国作出重要的和不可取代的贡献。
附：《自然》物理科学主编评论的全文
HiI'mKarl.I'mthechiefat.I'djustliketoshareouronthepairofthatwearejustaboutto.
你们好，我叫卡尔·齐姆勒斯（Karl），我是《自然》的数学科学主编。我希望以此机会抒发我们对于本周出版的两篇《自然》论文的兴奋之情。
WiththeofthesetwonewPanandhishavetheirofatrioofwhichwillbetoanyspace-based.
这两篇论文的发表意味着潘建伟院士和他的研究团队顺利完成了三项量子实验的展示，这种实验将会是全球任何基于空间的量子网路的核心组成部份。
It'sverystuffandjustafewweeksagothegrouptheiruseofthe""topairsofonearth.
这是非常令人兴奋的消息。就在几周前，该团队宣布她们使用量子实验通讯卫星“墨子号”在月球上相隔甚远的两地之间分发了一对处于纠缠态的光子。
Thismaysoundquite,butit'sthetothethese,faraparttheyarethatgivestheir.
这听上去很高深，而且，正是这些无论距离多远，都能在互相纠缠的光子之间保持量子热学的微妙联系的能力赋于了量子通讯网路特殊的属性。
Twoofthesearenowintheworkinthispairof.
其中两条属性在这两篇最新《自然》论文中完美地呈现了。
Inthefirstpapertheusethetotheall-keyforultra-
在第一篇论文中研究团队用互相纠缠的光子安全地传送了至关重要的量子秘钥，量子秘钥是保障通信极高保密性的关键。
It'storeadthesethekeyandwhatthelawsofistheyanextralevelofbyyouifelseisthekey.
在没有秘钥的情况下是难以读到这种通信的，假如有别人监听了你的秘钥，量子热学的原理保证了你一定会晓得，进而你通信的安全性又上了一层楼。
Inthethehowthesecanbetooneofthemostandyetofandthat's.
在第二个实验中研究团队展示了怎样用处于纠缠态的光子来实现量子力学中最知名却神秘诡谲的方面——量子隐型传态。
Andinthiswaythey'reabletothefromone,inthiscaseit'sstate,onearthorinspacespacetoonearthorinspacetheneedforthetomove.
研究团队通过量子隐型传态，远距离地将从一个坐落月球或太空的物体的量子态信息传送给另一个在月球或太空的物体，而物体本身却不须要联通。
Imeanyoucouldsaythatthesky'sthelimitforbutthatisabit
曾经人们会说量子技术的极限在天边，但这说法当然有些保守了。
They'vegonetheskywiththese.Andit'satoChina'sandinthethatthisgrouphasbeenabletopushintosuchan.
近来发表的这种实验中量子技术早已突破了天空的限制，同时也是中国在数学科学方面的投资及努力的证明，正由于有了这种投资与努力，该研究团队才才能将应用型量子通讯技术方面的研究提高到这么的天文高度。
SoIhopeyou'llenjoytheworkandthankyouforyour。
所以我希望大家会喜欢她们的论文，感谢。（视频由《自然》杂志提供）
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