中國が世界初の量子科學(xué)実験衛(wèi)星「墨子號」の打ち上げに成功し、人類は衛(wèi)星?地上間の量子通信を?qū)g現(xiàn)し、天地一體化量子暗號通信?科學(xué)実験システムを構(gòu)築できるようになった。人民日報が伝えた。

◆量子と量子通信とは？

量子は物理世界で最小の、分割不可能な基本単位だ。つまり世界全てが量子で出來ていると言っても過言ではない。量子には、量子重ね合わせ狀態(tài)、量子もつれという奇妙な特性がある。量子衛(wèi)星首席科學(xué)者、中國科學(xué)院院士の潘建偉氏は「量子重ね合わせとは、孫悟空の分身術(shù)のようなものだ。一人の孫悟空が同時に複數(shù)の場所に姿を現(xiàn)すとき、分身らは孫悟空の重ね合わせ狀態(tài)だ。日常生活において、私たちは同時に2ヶ所に姿を現(xiàn)すことができないが、量子の世界ではミクロな客體として多くの場所に同時に出現(xiàn)できる。量子もつれとは、もつれ合う2つの量子が心のつながる雙子のようになることだ。どれほど遠く離れていても、兄の狀態(tài)に変化が生じれば、弟の狀態(tài)にも同じ変化が生じる」と説明した。

量子のこの2種類の特性に対する認識が深まっていくとともに、実用的な新技術(shù)も開発されている。量子通信がそのうちの一つだ。マイクロ電子技術(shù)を基礎(chǔ)とするコンピュータ技術(shù)の従來の情報伝送は盜聴されやすいが、量子物理と情報技術(shù)を組み合わせることで、革命的な手段により情報の暗號化?保存?伝送が可能になり、情報の安全が守られる。量子は分割できず、複製できないため、暗號を解除することができない。

◆なぜ量子衛(wèi)星を打ち上げるのか？

潘氏は「光ファイバーは損耗するため、光ファイバーで長距離量子通信を?qū)g現(xiàn)するには大きな課題がある」と指摘した。科學(xué)者は、真空であれば光が損耗することはないと意識した。全世界をカバーする広域量子暗號通信を?qū)g現(xiàn)するためには、衛(wèi)星による中継が必要だ。

潘氏のチームは2005年、13キロの自由空間量子もつれ?暗號伝送実験に成功した。光子が大気圏を通過した後も、その量子狀態(tài)が効果的に維持されることを証明し、衛(wèi)星?地球間の量子通信の実現(xiàn)性を裏付けた。その後の數(shù)年間に渡る一連の実験は、量子衛(wèi)星の打ち上げの技術(shù)的基礎(chǔ)を固めた。