중과원(中科院) 원사이며 중국과학기술대 교수이고 또 양자과학실험 위성 수석 과학자인 판젠워이(潘建伟) 교수

6월 15일 미국 사이언스(Science)잡지에 발표한 중국 과학자 보고에 따르면 중국 ‘머스호(墨子号)’양자위성이 세계적으로 처음 천km 양급 양자얽힘(quantum entanglement)을 실현했다. 이는 양자통신이 실용단계 매진을 향해 큰 한 걸음을 내 디디었음을 의미한다.

이 소식이 현재 ‘네이처(Nature)’사이트 톱뉴스로 발표되어 외국 전문가들을 크게 놀라게 했다. 이에 앞서 양자 전송거리 기록은 144 km였다.

보도에 따르면 중국 양자위성이 초안전 통신의 주요 장애를 극복했다. 양자위성 프로브가 기록적인 원거리 양자 얽힘 실현은 양자 기술에 기초한 데이터 암호화 전송을 가능하게 했다.

발사후 몇달만에 세계 최초 양자통신 위성이 이미 그의 가장 야심찬 목표의 하나에 도달했다.

중국 과학자가 네이처잡지에 발표한 보고에 따르면 두개 지면 베이스와 위성간 양자 발사를 통해 그들이 천km급별 거리에서 양자 얽힘을 실현했다. 이 기술은 미래 절대 안전한 양자 통신기술의 기초적 기술이다.

이번 실험에 참가한 두개 지면 베이스는 각기 중국 칭하이 더링하 베이스(青海德令哈站)와 윈난 리쟝메이구 베이스(云南丽江高美古站)로서 두 베이스간 거리는 1203km이다. 

이번 중요한 실험은 지난해 연말에 완성했으며 이에 앞서 진행한 전송거리는 144km였다. ‘머즈호’위성은 2016년 8월에 발사했다.

연구팀은 매일 저녁 5분간의 시간창구를 가지고 있는데 이때 위성궤도 고도가 대략 500km에 달하며 그의 신호를 능히 동시에 두 지면베이스에서 접수할 수 있다.

위성발사 시작시 그들은 이미 초당 한번의 양자얽힘을 실현할 수 있었다. 이 속도는 그들의 예기에 비해 10배 더 빨랐다.

판젠워이(潘建伟) 중국 ‘머즈호’팀 책임자는 그들이 이미 양자 얽힘 기술을 운용하여 코드키 창설로 하늘과 지면간 정보 순식간 전송실현 실험을 시작했다. 그러나 판젠워이는 잠시 대외에 향해 실험 결과를 공포하지 않는다고 말했다. 

외국 전문가 경악

다른 한 양자연구팀을 영도하는 월프강 티텔(Wolfgang Tittel) 캐나다 캘거리대(University of Calgary) 물리학자는 “나는 이미 중국팀의 결과를 보고 경악했다. 나 개인은 이에 앞서 양자 위성 발사후 그 무슨 결과를 취득하리라고 확정하지 않았으며 그들이 진짜로 기술적 돌파를 실현할지도 확정하지 않았다.”고 말했다.

판젠워이 팀에 비해 캐나다의 양자 암호설치와 과학위성팀은 비교적 간단한 실험방법을 채취했다. 그들은 지면에서 양자얽힘을 제조하고 위성에 향해 발사하기로 했다. 그들은 지난주 발표한 문장에서 양자를 10 km고공의 비행체에 성공적으로 발사했다고 말했다. 

캐나다 워털루대(University of Waterloo) 토마스 젠네와인(Thomas Jennewein) 양자 프로젝트 연구팀 성원은 그들의 연구팀 및 세계 기타 연구팀들이 현재 중국팀을 추적하는 중이라며 “매우 선명한 사실은 그들이 양자위성차원 세계적 선두주자라는 것이다.”고 말했다. 

판젠워이는 현재 주요 도전은 대낮에 광양자가 매우 많은 상황에서 양자위성 신호를 식별하고 접수함으로서 양자 통신을 실현하는 것이라고 말했다.

판젠워이는 양자 암호키와 통신 실험외 그들은 또 ‘머즈호’를 이용하여 중력의 양자 얽힘에 대한 영향을 테스트하게 된다고 말했다. 그들은 또 2년내 다른 한 양자 위성을 발사하게 된다.

기타 동료들은 이 아이디어가 너무도 야심적이라며 그 원인은 이 행동은 두개의 우주 공간 양자 발사체가 우주중 양자 얽힘 실현을 가능하게 할 것이라는데 있다고 말했다.

　　 新华社6月16日消息，中国科学家15日（当地时间）在美国《科学》杂志上报告说，中国“墨子号”量子卫星在世界上首次实现千公里量级的量子纠缠quantum entanglement양자얽힘，这意味着量子通信向实用迈出一大步。

　　这一消息目前登上了“自然科学”网站（www.nature.com）的头条，并使外国专家感到震惊。此前的量子传输距离纪录是144公里。

自然科学网头版截图（6月16日上午）

　　报道称，中国量子卫星克服了超安全通信的主要障碍。量子卫星探针实现了创纪录的远距离量子纠缠，这能够实现基于量子技术下的数据加密传输。发射后仅仅数月，世界上首颗量子通信卫星就已经达到了它最具雄心的目标之一。

　　中国研究人员《科学》杂志发表报告称，通过两个地面站点和卫星之间发射量子，他们在千公里级别上距离实现了量子纠缠。这一技术是未来绝对安全的量子通信技术的基础技术。参与这次实验的两个地面站分别是青海德令哈站和云南丽江高美古站，两站距离1203公里。

　　这次重要实验是在去年年底完成的，而此前的传输距离纪录为144公里。而“墨子”号卫星是2016年8月发射的。

　　研究团队每晚只有5分钟的时间窗口，此时卫星轨道高度大约500公里，其信号能够同时被两个地面站接收。在卫星发射伊始，他们就已经能够实现每秒进行一次量子纠缠，这一速率比他们预期快了10倍。

　　中国“墨子”团队负责人潘建伟表示，他们已经开始实验运用量子纠缠技术创建密钥，以实现天地间的信息瞬时传输。不过潘建伟说，暂时并不准备对外公布实验结果。

　　外国专家震惊

　　加拿大卡尔加里大学物理学家沃夫冈·迪塔尔（Wolfgang Tittel，领导另一量子研究团队）表示，“我已经被中国团队的结果震惊了，我个人之前看到量子卫星发射后，并不确定能获得什么结果”，也不确定他们是否能用它实现技术突破。

　　与潘建伟团队相比，加拿大的量子加密和科学卫星团队采取了较为简单的实验方法，他们在地面制造量子纠缠，并将其发射到卫星上。他们上周发表文章称，成功将量子发射到了10公里高空的飞行器上。

　　加拿大滑铁卢大学（the University of Waterloo）量子项目成员托马斯·詹内怀恩（Thomas Jennewein）表示，他们的团队以及世界上的其他团队现在正在追赶中国团队，“很明显他们是量子卫星的世界领跑者。”

　　潘建伟说，目前主要的挑战是，如何在白天，光量子非常多的情况下，分辨并接收到量子卫星的信号，以实现量子通信。

潘建伟表示，除了量子密钥和通信实验之外，他们还将运用“墨子号”测试重力对于量子纠缠形态的影响。他们还将在两年内发射另一颗量子卫星。其他同事认为这个想法太雄心勃勃了，因为这意味着两套在太空中的量子发射系统，可能实现宇宙中的量子纠缠。（来源：观察者网）

/ 新华社