南非科學(xué)家：在晴朗夜空看到中國量子衛(wèi)星的光芒

據(jù)新華社電 “在一個晴朗的夜空，我們看到中國衛(wèi)星閃爍的綠色光芒，隨后地面站檢測到信號，通信成功了！”南非斯泰倫博斯大學(xué)量子計算教授弗朗西斯科·彼得魯喬內(nèi)在接受新華社記者采訪時，如此回憶中國量子衛(wèi)星首次連接到南半球地面站的場景。中國和南非科研人員合作的論文20日發(fā)表于國際著名學(xué)術(shù)期刊《自然》，研究團(tuán)隊報告在相隔12900多公里的距離上通過衛(wèi)星實現(xiàn)量子密鑰分發(fā)，為實用化衛(wèi)星量子通信組網(wǎng)鋪平道路。參與實驗的南非科學(xué)家表示，這是南半球首次開展衛(wèi)星量子密鑰分發(fā)實驗，在2025年“國際量子科學(xué)與技術(shù)年”，與中國的合作更顯科技促進(jìn)人類共同發(fā)展的意義。

跨越南北半球：“激動人心”

“那是非常激動人心的時刻?！眳⑴c這項研究的彼得魯喬內(nèi)回憶說。斯泰倫博斯大學(xué)工程樓的屋頂上，建了一個地面站與中國的衛(wèi)星通信。這里的環(huán)境合適，濕度低，天空經(jīng)常晴朗無云。就在一個晴朗的夜空，地面站接收到了衛(wèi)星信號。“我們盡情慶祝，共享大餐?！?/p>

本項研究利用了中國2022年發(fā)射的世界首顆量子微納衛(wèi)星“濟(jì)南一號”，與之前已聞名世界的“墨子號”量子衛(wèi)星相比，量子微納衛(wèi)星的成本更低，多項性能更高，同時地面站也變得小型化、可移動，從而方便部署。

據(jù)介紹，研究團(tuán)隊利用量子微納衛(wèi)星與設(shè)在中國合肥、北京、上海以及南非斯泰倫博斯等地的地面站建立光鏈路，實現(xiàn)實時星地量子密鑰分發(fā)實驗。斯泰倫博斯大學(xué)物理系高級講師婭西拉·伊斯梅爾分享了她最難忘的時刻。本次實驗持續(xù)多個夜晚，在單次衛(wèi)星通過期間實現(xiàn)了多達(dá)100萬比特的安全密鑰共享。那個晚上，她和中國同事圍坐在電腦旁，眼睛緊盯著屏幕，實時監(jiān)控衛(wèi)星通過時生成的密鑰率?！爱?dāng)密鑰率突破100萬比特時，我們非常興奮地跳起來，這是我們從未想過能達(dá)到的數(shù)字。”

量子科技發(fā)展：合作“雙贏”

“我們非常自豪能夠與中國合作。”彼得魯喬內(nèi)說，中國在量子通信等領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。南非專家與中國同行合作有助于提升自身的專業(yè)知識，同時也作出了自己的貢獻(xiàn)，可以說是一種“雙贏”。

他指出，這次是在南半球開展的首次衛(wèi)星量子密鑰分發(fā)實驗，說明南半球沒有被排除在未來的相關(guān)技術(shù)進(jìn)展之外。如今，量子科技正在催生一系列新興產(chǎn)業(yè)，這是加入新的產(chǎn)業(yè)革命的良機(jī)。通過與這一領(lǐng)域的佼佼者——中國合作，南非可以拓展相關(guān)知識，培養(yǎng)新型人才，創(chuàng)造更多就業(yè)機(jī)會。這次跨越上萬公里的量子通信實驗成功，意味著未來可以發(fā)射多顆微納衛(wèi)星構(gòu)建“量子星座”，在全球部署具有良好保密性的量子通信網(wǎng)絡(luò)。伊斯梅爾說，這是相關(guān)領(lǐng)域研究人員的共同目標(biāo)，“要完成這個目標(biāo)，需要國際合作來保證建設(shè)全球性的量子網(wǎng)絡(luò)。”

今年是量子力學(xué)誕生100周年。聯(lián)合國教科文組織宣布今年為“國際量子科學(xué)與技術(shù)年”，目的包括促進(jìn)量子科技與社會的結(jié)合發(fā)展。彼得魯喬內(nèi)表示，當(dāng)今世界面臨種種挑戰(zhàn)，而科學(xué)是應(yīng)對挑戰(zhàn)的重要工具，人們在科學(xué)合作中也可以加深彼此了解?！拔蚁Ｍ芡ㄟ^加強(qiáng)量子領(lǐng)域的國際合作，幫助建設(shè)一個和平繁榮的世界，共同應(yīng)對全球挑戰(zhàn)?！?/p>

記者 白舸

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