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中國將建立涵蓋低、中、高軌道的量子衛星,以實踐量子通訊

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科技產業資訊室 - 茋郁 發表於 2023年6月7日
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圖、中國將建立涵蓋低、中、高軌道的量子衛星,以實踐量子通訊
 
與四年前不同的是,中國現在將依靠特殊衛星而不是太空站來執行其主要量子實驗。中國現有的墨子號衛星是一個量子實驗室,自2016年8月發射進入低軌道以來,已經取得了一系列科學成就。接下來,墨子號將與俄羅斯、義大利、瑞典、南非等國進行洲際試驗。

2022年7月,中國成功發射了一顆低軌道量子衛星濟南一號。它計劃在2026年發射一顆中高軌道衛星和幾顆較小的低軌道衛星。如果所有這些實驗都成功,中國可以透過量子密鑰傳輸(Quantum Key Distribution, QKD)加密技術實現不可破解的數據傳輸,並為銀行和政府客戶提供相關服務。

除了測試 QKD之外,量子衛星還將為量子精確測量(或量子時鐘)提供一個新的平台。這平台可以實現超過一萬公里的量子糾纏分佈。

2016年中國的量子科學實驗衛星專案成立,並發射了墨子號衛星。2017年,衛星利用BB84雷射向地面發射訊號,完成了一系列量子實驗。目前中國的想法是,要實現全球量子通訊,一顆低軌道衛星無法覆蓋整個世界。其可以通過將更多的衛星發射到低軌道以覆蓋更廣闊的地面區域,並將更大的衛星發射到中高軌道以連接它們來達成這目的。

從實踐的角度來看,中國想要建立一個低、中、高軌道的衛星網路,以覆蓋全球所有的量子通訊網路。中國聲稱在這一領域比其他全球參與者領先至少五年。如果中國能成功發射中高軌道量子衛星,中國將至少領先世界10年。

雖然中國在太空量子上投入很多,但是西方公司卻是將量子通訊留在地面。也就是說,將QKD可以通過光纖傳輸,那麼通過衛星傳輸將被證明相對不經濟,中國將在商業方面輸掉賭注。

例如:2021年6月,英國加密新創公司Arqit Quantum表示將在2023年發射兩顆QKD衛星。可是在2022年12月,Arqit表示它們將放棄發射量子衛星的計劃,因為它將依靠其QuantumCloud為客戶提供加密服務。

即使如此,中國也研發了通過光纖傳輸QKD。於2023年5月25日,中國科學家在學術周刊《Physical Review Letters》發表的一篇論文中稱,他們在光纖中實現了1002公里的點對點長距離QKD。

簡單來說,中國不只在量子衛星布局,也在量子光纖網路上進行布局。也就是說,中國想要在量子通訊上超越其他國家,獨領風騷。(823個字;圖1)


參考資料:
China making the quantum future in Space. Asia Times, 2023/06/03.


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