12月30日晚，由濟(jì)南量子技術(shù)研究院研發(fā)的全球首個(gè)小型可移動(dòng)量子衛(wèi)星地面站與“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星完成星地對(duì)接。短短8分鐘的時(shí)間，地面站與墨子號(hào)在500公里高空浪漫牽手，濟(jì)南量子技術(shù)產(chǎn)業(yè)化邁出了重要一步。目前，濟(jì)南把量子產(chǎn)業(yè)列在了高端產(chǎn)業(yè)的首位，加速推動(dòng)量子技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，讓量子技術(shù)真正在經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮更大的作用。
地面站與墨子號(hào)牽手8分鐘，“密碼本”將從太空傳回
“快看！天上的那個(gè)綠色圓點(diǎn)，那就是現(xiàn)在正在繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的墨子號(hào)！”12月30日晚上23時(shí)31分44秒，原來繁星點(diǎn)點(diǎn)的省城東部天空出現(xiàn)了一個(gè)隱約的圓點(diǎn)，正慢慢朝東南方向移動(dòng)，在科研人員的提醒下，現(xiàn)場人員發(fā)出了一陣驚呼。
隨著圓點(diǎn)的移動(dòng)，一束耀眼的綠色光束從遠(yuǎn)處射了過來，位于濟(jì)南量子技術(shù)研究院頂樓的地面發(fā)射器也同步發(fā)出了紅色的光束，兩條光束最終合二為一，一同朝著南方緩慢移動(dòng)。地面上的發(fā)射器也同步跟隨頭頂?shù)哪犹?hào)位移。“牽手了！圓滿成功！”科研人員介紹，位于濟(jì)南高新區(qū)的量子衛(wèi)星地面站經(jīng)過自動(dòng)搜尋準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)了與“墨子號(hào)”衛(wèi)星的對(duì)接。“衛(wèi)星上發(fā)射一束光，地面站同步發(fā)射一束光，兩束光牽手就代表成功了。”
頭頂?shù)摹澳犹?hào)”按照運(yùn)行軌跡距離地面五百到兩千公里，30日晚上則是距離地面500公里。衛(wèi)星發(fā)出的那束光并不是像民眾理解的像針眼一樣細(xì)，他們投射到地面上大約幾百米的范圍。
“從太空中的衛(wèi)星發(fā)出的反射到我們眼睛里，通過大氣層的衰減，眼睛接收到能量。紅綠光接起來成為通道，整個(gè)過程就叫星地對(duì)接，然后形成星地鏈路。”23時(shí)39分36秒，綠色光束消失在了遠(yuǎn)方的夜空中，整個(gè)對(duì)接過程持續(xù)了近8分鐘。
完成對(duì)接后，“墨子號(hào)”可以分發(fā)密鑰，濟(jì)南這里的地面站接收后可以進(jìn)行秘鑰試驗(yàn)。量子具有不可克隆、不可復(fù)制以及監(jiān)測的不確定性，別人一旦復(fù)制，編碼后再發(fā)出來就是亂碼。
“墨子號(hào)發(fā)出的信號(hào)都是這樣的，我們通過地面站進(jìn)行接收，通俗的說法就是會(huì)形成密碼本，黨政機(jī)關(guān)、銀行、軍隊(duì)等需要保密性比較強(qiáng)的單位都可以用到這些。握手后交換一些數(shù)據(jù)，密鑰發(fā)過來后，我們就存起來了，想啥時(shí)候用就啥時(shí)候用。”科研人員介紹。
地面站就像“架子鼓”，為產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)造良好條件
2016年8月16日，墨子號(hào)量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星在酒泉用長征二號(hào)丁運(yùn)載火箭成功發(fā)射升空。此次發(fā)射任務(wù)的圓滿成功，標(biāo)志著我國空間科學(xué)研究又邁出重要一步。目前墨子號(hào)發(fā)射的密鑰都是各地的天文站接收，但是天文站體積大，建設(shè)成本也是非常高昂。
過去，“墨子號(hào)”分發(fā)秘鑰是通過設(shè)在包括南山、德令哈、興隆、麗江4個(gè)量子通信地面站，成天地一體化量子保密通信與科學(xué)實(shí)驗(yàn)體系。有了小型可移動(dòng)量子通信地面站以后，星地對(duì)接可以在任何需要的地方進(jìn)行。記者在現(xiàn)場看到，12月30日與“墨子號(hào)”對(duì)接的地面站經(jīng)過小型化、集成化、產(chǎn)品化改造，重量僅80多公斤，占地面積也不過兩三平米，和普通的架子鼓差不過，不但制造成本大幅壓縮，還可以裝載在車上隨時(shí)隨地使用。
小型可移動(dòng)量子衛(wèi)星地面站是量子技術(shù)產(chǎn)品化的一個(gè)突破。有了小型可移動(dòng)量子通信地面站以后，星地對(duì)接可以在任何需要的地方進(jìn)行。地面站的小型化是一個(gè)面向未來的，讓量子技術(shù)產(chǎn)品化的一個(gè)突破。
“地面站是可移動(dòng)的，在樓頂任何位置都能對(duì)接，在產(chǎn)業(yè)化方面能夠廣泛地推廣，同時(shí)在弱電條件下，比如說海上、野外等很多特殊環(huán)境都能夠得到廣泛的應(yīng)用，往產(chǎn)業(yè)化方向邁了一步。”中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、濟(jì)南量子技術(shù)研究院執(zhí)行院長張強(qiáng)表示。
量子產(chǎn)業(yè)位列高端產(chǎn)業(yè)之首，濟(jì)南將加速量子技術(shù)產(chǎn)業(yè)化
“墨子號(hào)”發(fā)射升空后，我國在國際上率先開展了星地量子密鑰分發(fā)等三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)研究，并于2017年9月29日在世界上首次實(shí)現(xiàn)了北京和奧地利維也納之間的洲際量子保密通信視頻通話。
國家量子保密通信骨干網(wǎng)“京滬干線”建設(shè)完成，全線總長2000余公里，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了量子通信視頻會(huì)議，并在交通銀行、工商銀行、阿里征信接入量子通信加密數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?yīng)用示范。濟(jì)南量子通信試驗(yàn)網(wǎng)已成功接入“京滬干線”，成為我國廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分。
全球首個(gè)可移動(dòng)量子衛(wèi)星地面站在濟(jì)南與“墨子號(hào)”對(duì)接成功，標(biāo)志著我國在量子領(lǐng)域的科技創(chuàng)新與應(yīng)用取得了重要突破。省委省政府強(qiáng)調(diào)重大科技創(chuàng)新成果是國之重器、國之利器，要求各級(jí)各方面切實(shí)增強(qiáng)緊迫感，堅(jiān)持規(guī)劃先行，加快行動(dòng)，有序推進(jìn)，用科技創(chuàng)新支撐山東高質(zhì)量發(fā)展。對(duì)于量子技術(shù)發(fā)展，山東省專門出臺(tái)了量子技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展規(guī)劃，支持濟(jì)南打造“量子谷”，創(chuàng)造了良好的發(fā)展環(huán)境。
省委常委、濟(jì)南市委書記王忠林全程觀看了本次星地對(duì)接的過程，他在現(xiàn)場表示，在剛剛閉幕的市委十一屆十次全體會(huì)議上，審議通過了《關(guān)于搶抓新一輪科技革命機(jī)遇大力發(fā)展高端前沿產(chǎn)業(yè)的實(shí)施意見》，確定了濟(jì)南市重點(diǎn)發(fā)展的十大高端產(chǎn)業(yè)和十大前沿產(chǎn)業(yè)，并且把量子科技放在了首位。
“我們將進(jìn)一步加大投入，推動(dòng)量子科技產(chǎn)業(yè)化，力爭讓量子技術(shù)在助推地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮更大作用。我們一定會(huì)為量子技術(shù)在濟(jì)南的發(fā)展創(chuàng)造良好環(huán)境，希望在潘建偉院士等專家的大力支持和帶動(dòng)下，濟(jì)南真正打造成量子科技發(fā)展高地。”王忠林表示。
相關(guān)鏈接：2030年濟(jì)南量子信息產(chǎn)業(yè)具備千億級(jí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力
從2010年，山東量子科學(xué)技術(shù)研究院有限公司落地濟(jì)南開始，隨后量子技術(shù)應(yīng)用研究中心，量子通信試驗(yàn)網(wǎng)（56個(gè)節(jié)點(diǎn)），加入“京滬干線”，量子谷發(fā)展中心掛牌成立，濟(jì)南的量子產(chǎn)業(yè)便駛上了快車道！
2019年12月9日，由國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化局組織，濟(jì)南量子技術(shù)研究院主辦的國際電信聯(lián)盟“面向網(wǎng)絡(luò)的量子信息技術(shù)焦點(diǎn)組”成立大會(huì)暨第一次會(huì)議在濟(jì)南召開，吸引了來自美國、俄羅斯、英國等16個(gè)國家的近百名量子信息技術(shù)領(lǐng)域的專家代表出席本次大會(huì)。這是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織中首個(gè)量子信息技術(shù)領(lǐng)域的焦點(diǎn)工作組。
焦點(diǎn)組的成功設(shè)立，建立了我國與國際間量子信息標(biāo)準(zhǔn)化輸入、輸出渠道，也讓濟(jì)南日益走向了量子信息標(biāo)準(zhǔn)化工作的國際舞臺(tái)，增強(qiáng)了我國在量子信息技術(shù)領(lǐng)域的國際標(biāo)準(zhǔn)話語權(quán)。
從濟(jì)南量子信息產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略定位來看，濟(jì)南將打造新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換輻射帶動(dòng)極、國內(nèi)領(lǐng)先的“量子+”應(yīng)用示范區(qū)，世界級(jí)量子信息科學(xué)中心，量子信息產(chǎn)業(yè)國際品牌高地。產(chǎn)業(yè)布局分屬于建筑、環(huán)保、電力等12個(gè)行業(yè)，把時(shí)下最為火熱的5G、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、大數(shù)據(jù)也囊括在內(nèi)。
除了量子技術(shù)研究，濟(jì)南還將聚集網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營服務(wù)商、量子網(wǎng)絡(luò)建設(shè)服務(wù)商、量子通信設(shè)備制造商、量子測量產(chǎn)品制造商、量子傳感器制造商、量子平臺(tái)服務(wù)商、量子計(jì)算設(shè)備制造商等，把量子技術(shù)鏈條上下游環(huán)節(jié)全部打通。
2019年3月份，濟(jì)南發(fā)布全國首個(gè)《濟(jì)南市量子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》）。規(guī)劃提出，濟(jì)南將打造世界級(jí)量子信息科學(xué)中心、新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換輻射帶動(dòng)極、國內(nèi)領(lǐng)先的“量子+”應(yīng)用示范區(qū)以及量子信息產(chǎn)業(yè)國際品牌高地。到2030年，濟(jì)南將實(shí)現(xiàn)量子信息產(chǎn)業(yè)規(guī)模300億元，具備千億級(jí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展能力。
