承志|“墨子号”卫星系统副总师彭承志:更小型化量子卫星预计2022年发射

每经采访人员:刘春山 每经编辑:张海妮

承志|“墨子号”卫星系统副总师彭承志:更小型化量子卫星预计2022年发射
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彭承志演讲中 。 图片来源:每经采访人员 刘春山 摄
2016年我国成功发射了国际首颗量子科学实验卫星“墨子号” , 在卫星帮助下 , 我国实现千公里级的量子通信、地星量子隐形传态、星地双向量子纠缠分发等 。 对于空间量子科学的未来进一步发展 , 外界也一直很好奇 。
“未来 , 通过墨子号、京沪干线的成功实施 , 我们可能率先凝聚一个共识:打造一个天地一体、广域量子通信网络 。 ”10月14日 , 在量子科学与技术前沿论坛上 , “墨子号”卫星系统副总师彭承志表示 , “这张网络不仅瞄准下一代信息安全的趋势 , 还可以给未来空间的基础科学研究提供一个非常好的平台” 。
彭承志同时是中国科学技术大学研究员 , 博士生导师 , 也是A股上市公司国盾量子的董事长 。 2011年 , 中科院空间科学先导专项量子科学实验卫星正式立项 , 彭承志被任命为科学应用系统总师和卫星系统副总师 。
彭承志介绍 , 正研制重约100公斤的微纳空间量子密钥分发卫星 , QKD载荷35公斤 , 预计2022年发射 。 “这是真正有业务价值的 。 ”目前 , 中国科大等联合团队已基本完成小型化、轻量化的卫星载荷 , 重量从原来的几百公斤降至30多公斤 。
彭承志在演讲中也毫不避讳地谈到了“墨子号”卫星存在局限性 。 他指出 , “墨子号”是低轨卫星 , 轨道约高500公里(地球半径约6000公里) , 所以它对地球的覆盖范围较小;同时 , 它的工作时间偏短 , 单次过地面站的时间约为9分钟 , 而且由于技术限制 , 现在只能在夜晚(地影区)工作 。 “这极大地限制了它的未来应用 , 和更进一步、更有想象力的科学实验的开展 。 ”
彭承志表示 , 未来发展的一个可行方向是低轨卫星跟中高轨量子卫星相结合 。 中高轨量子卫星具有一些优势 , 如机动的对站能力、更长的实验时间 , 而且能够突破地影区限制 , 24小时成码 。 “高轨除了可以做距离更远、覆盖范围更广的量子通信 , 还可以把量子力学的非定域性检验再大步往前走 。 ”
在量子通信方面 , 尤其是量子保密通信已经比较成熟 , 可以非常方便地利用传统的光纤网络来进行量子密钥的分发 , 实现城域量子保密通信 , 利用中继实现城市间的量子保密通信 。 在卫星远距离支持之下可以开展广域的量子保密通信 。 彭承志表示 , 未来 , 国内将着力构建完整的天地一体广域量子保密通信网络体系 , 推动量子保密通信在国防、政务、金融和能源等领域率先加以广泛应用 , 实现量子保密通信网络和经典通信网络的无缝衔接 。

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