北京时间8月16日1时40分，由中国自主研发的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在酒泉卫星发射中心成功升空。它将有望实现全球化的量子保密通信，也是中国科技开始引领世界的一个象征。
量子通信是指利用量子比特作为信息载体来传输信息的通信技术，安全地进行信息传递是人类千百年来的梦想之一。但在今日这个信息技术飞速进步的时代，安全通信却几乎成为海市蜃楼。
量子科学实验卫星正样星(资料图片)
由于经典信息容易被复制，因此保障通信安全的主要方法就是加密信息，使窃取者即使复制了加密后的密文也无法读取原文。
但是这种方法的安全性在理论上缺乏证明——数学的不断进步可能使得一些现在看起来无法利用数学方法破解的加密解密算法在未来得以破解，因此这种方法远不能保证建造“绝对安全”的通信系统，而且在实际应用中也存在着加密和解密效率低下等诸多问题。
更为严峻的是，随着计算科学和技术的发展，人类所拥有的计算能力的提升速度和潜力已远远超过了人们最初的想象，经典密码加密技术对于通信安全的保障能力也显得远非人们预先估计的那么可靠了。尤其是上世纪70 年代以来，量子计算概念的提出和它的初步实验演示，更如同在经典密码安全性上方高悬的“达摩克利斯之剑”，随时威胁着经典通信系统的安全。
但如今，人们的这些顾虑可能会伴随着量子通信技术的应用和普及而被永远“埋葬”。
量子通信和量子计算研究兴起后，世界各地的物理学家都纷纷开始构思可扩展量子信息处理网络的实现。在量子通信领域，当大多数人仍致力于实验室内部的原理性演示时，中国科学技术大学潘建伟团队已经开始思考如何能够在太空中实现量子信息传输，并早在2003年就初步构了量子科学实验卫星计划。
“墨子号”量子科学实验卫星的科学目标是开展星地高速量子密钥分发实验，并在此基础上进行广域量子密钥网络实验，以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破;在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验，开展空间尺度量子力学完备性检验的实验研究。
对于科学卫星来说，有效载荷的配置尤为重要，直接关系到能否将科学指标转化为工程指标，并实现科学目标。
量子密钥传输示意图(资料图片)
为了满足量子科学实验卫星的科学目标要求，工程对有效载荷配置和指标要求进行了综合分析和论证，邀请领域专家进行讨论和评定，经过两次科学目标和有效载荷配置评审后，才最终确定了星上载荷配置。
发展量子通信技术的终极目标就是为了构建广域乃至全球范围的绝对安全的量子通信网络体系。通过光纤实现城域量子通信网络连接一个中等城市内部的通信节点、通过量子中继实现邻近两个城市之间的连接、通过卫星与地面站之间的自由空间光子传输和卫星平台的中转实现遥远两个区域之间的连接，是实现全球广域量子通信最理想的路线图。
在全球的量子通信竞赛中，中国虽然并不是起步最早的，但是在中国科学院院士潘建伟团队等的不懈努力下，目前中国在量子通信领域已经实现“弯道超车”，并成为首个将量子科学实验送入太空的国家。今日成功发射的这颗“墨子号”量子卫星开启了人类保密通信新纪元。(中国数字科技馆 吴劲珉 综合报道)
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