近期,中国科学技术大学潘建伟及其同事彭承志、陆朝阳、曹原应邀在国际物理学权威综述期刊《现代物理评论》(Review of Modern Physics)上发表题为“基于‘墨子号’卫星的空间量子实验”(Micius quantum experiments in space)的长篇综述论文。该论文从量子信息理论的基本概念、早期量子通信和量子信息相关原理性实验、面向卫星的地面大空间尺度验证实验,以及“墨子号”卫星从立项、研制、在轨运行到最终在国际上率先完成一系列星地量子科学实验,进行了系统性的阐述和总结。同时,该综述论文还对国际空间量子科学的研究进展进行了梳理。“墨子号”的成功激励了国际空间量子科学的研究热潮,美国、欧盟、日本等国际上的各方力量随后皆开始探索自己的广域量子通信之路,提出或加速了一系列空间量子科学布局。论文的最后,对于进一步构建覆盖全球的量子通信网络和基于空间平台的量子物理基础研究进行了前瞻性的展望,表明“墨子号”系列实验开启了利用空间平台开展量子信息和量子物理前沿研究的广阔天地。
“墨子号”量子卫星项目的成功实施,进一步激发了全球关于空间量子实验的竞赛。2017年,美国宇航局(NASA)发布了关于未来空间量子物理发展方面的白皮书,以期在新一轮空间量子科学发展中“重新建立美国领先”(“re-establishing US leadership”)。同期欧洲航天局(ESA)也发布了空间量子技术的白皮书。在“墨子号”成功发射之后,世界各大强国纷纷开始了自己的量子卫星研发,推出了基于低轨道小型化量子卫星的计划和时间表。2021年6月,美国、英国、日本、加拿大、意大利、比利时和奥地利7国更是在G7峰会上达成合作,首次计划联合开发一个基于卫星的量子加密网络——“联邦量子系统”(FQS),利用量子技术的突破来防范日益复杂的网络攻击等。
《现代物理评论》是国际物理学界最权威的综述性期刊,每年仅发表约四十篇学术论文。该期刊一般不接受自由投稿,主要是邀请在各领域卓有建树的物理学家执笔,旨在对当今物理研究的重大热点问题做历史总结、原理阐述、现状分析和趋向预测。此论文是潘建伟团队在该期刊上继2012年的“多光子纠缠和干涉度量学”(Multiphoton entanglement and interferometry)以及2020年的“基于现实器件的安全量子密钥分发”(Secure quantum key distribution with realistic devices)之后的第三篇综述论文。