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量子通信是量子科技三大方向之一，經過20多年努力，中國在該領域實現瞭從跟跑到領跑的重大轉變。2016年，中國成功發射全球首顆量子科學實驗衛星“墨子號”；2017年，建成世界首條量子保密通信幹線“京滬幹線”。
“墨子號”牽手“京滬幹線”，中國科學技術大學潘建偉、陳宇翱、彭承志等與中科院上海技術物理研究所王建宇研究組、濟南量子技術研究院及中國有線電視網絡有限公司合作，構建瞭全球首個星地量子通信網。經過兩年多穩定性、安全性測試，實現瞭跨越4600公裡的多用戶量子密鑰分發。
“要實現廣域量子通信，存在光子損耗、退相幹等一系列技術難題，比如光子數在光纖裡每傳輸約15公裡就會損失一半，200公裡後隻剩萬分之一。”潘建偉說，科研團隊在光學系統等方面發展瞭多項先進技術，化解瞭這些難題。
潘建偉介紹，《自然》雜志審稿人評價稱，這是地球上最大、最先進的量子密鑰分發網絡，是量子通信“巨大的工程性成就”。
據瞭解，整個網絡覆蓋我國四省三市32個節點，包括北京、濟南、合肥和上海4個量子城域網，通過兩個衛星地面站與“墨子號”相連，總距離4600公裡，目前已接入金融、電力、政務等行業的150多傢用戶。
基於“不可分割”“不可克隆”等量子特性，量子通信被稱為“原理上無條件安全”的通信方式，在多領域具有應用前景。星地量子通信網的建成，為未來實現覆蓋全球的“量子網”奠定科技基礎，也為相對論、引力波等科學研究，提供瞭前所未有的“天地實驗室”。
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