中国将建立涵盖低、中、高轨道的量子卫星，以实践量子通讯
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中国将建立涵盖低、中、高轨道的量子卫星，以实践量子通讯
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科技产业资讯室/茋郁
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与四年前不同的是，中国现在将依靠特殊卫星而不是太空站来执行其主要量子实验。中国
现有的墨子号卫星是一个量子实验室，自2016年8月发射进入低轨道以来，已经取得了一
系列科学成就。接下来，墨子号将与俄罗斯、意大利、瑞典、南非等国进行洲际试验。
2022年7月，中国成功发射了一颗低轨道量子卫星济南一号。它计划在2026年发射一颗中
高轨道卫星和几颗较小的低轨道卫星。如果所有这些实验都成功，中国可以透过量子密钥
传输（Quantum Key Distribution, QKD）加密技术实现不可破解的数据传输，并为银行
和政府客户提供相关服务。
除了测试 QKD之外，量子卫星还将为量子精确测量（或量子时钟）提供一个新的平台。这
平台可以实现超过一万公里的量子纠缠分布。
2016年中国的量子科学实验卫星专案成立，并发射了墨子号卫星。2017年，卫星利用BB84
雷射向地面发射讯号，完成了一系列量子实验。目前中国的想法是，要实现全球量子通讯
，一颗低轨道卫星无法覆蓋整个世界。其可以通过将更多的卫星发射到低轨道以覆蓋更广
阔的地面区域，并将更大的卫星发射到中高轨道以连接它们来达成这目的。
从实践的角度来看，中国想要建立一个低、中、高轨道的卫星网络，以覆蓋全球所有的量
子通讯网络。中国声称在这一领域比其他全球参与者领先至少五年。如果中国能成功发射
中高轨道量子卫星，中国将至少领先世界10年。
虽然中国在太空量子上投入很多，但是西方公司却是将量子通讯留在地面。也就是说，将
QKD可以通过光纤传输，那么通过卫星传输将被证明相对不经济，中国将在商业方面输掉
赌注。
例如：2021年6月，英国加密新创公司Arqit Quantum表示将在2023年发射两颗QKD卫星。
可是在2022年12月，Arqit表示它们将放弃发射量子卫星的计划，因为它将依靠其
QuantumCloud为客户提供加密服务。
即使如此，中国也研发了通过光纤传输QKD。于2023年5月25日，中国科学家在学术周刊《
Physical Review Letters》发表的一篇论文中称，他们在光纤中实现了1002公里的点对
点长距离QKD。
简单来说，中国不只在量子卫星布局，也在量子光纤网络上进行布局。也就是说，中国想
要在量子通讯上超越其他国家，独领风骚。
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近年来，腾讯、阿里巴巴、百度和华为一直在投资量子计算，而该领域的美国主要参与者
包括谷歌、微软和英特尔。2021年5月中国科学技术大学研究团队发射了祖冲之二号，这
是一台需要在接近绝对零的温度下工作的超导量子计算机。但随后 IBM 的 Eagle 超越祖
冲之二，成为世界上最快的超导量子机器。
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