2017年1月18日，我国研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在圆满完成４个月的在轨测试后，正式交付使用。
6月16日，中国科学技术大学潘建伟、彭承志等带领的团队宣布，利用“墨子号”在国际上率先成功实现了千公里级的星地双向量子纠缠分发，并于此基础上实现了空间尺度下严格满足“爱因斯坦定域性条件”的量子力学非定域性检验。
9月29日，世界首条量子保密通信干线——“京沪干线”正式开通。结合“墨子号”卫星，我国科学家成功与奥地利实现了世界首次洲际量子保密通信。
仅仅一年的时间，“墨子号” 就完成了预设在两年时间内实现的三大科学目标，用中国科学院院士、中国科学技术大学教授、量子卫星项目首席科学家潘建伟的话说，千公里级的星地双向量子通信，终于“从理想王国走到了现实王国”。
一步千里
量子力学认为，两个处于量子纠缠态的粒子无论相隔多远，改变其中一个粒子的状态，另一个粒子的状态就会立即随之改变。爱因斯坦曾将量子纠缠称为“鬼魅般的超距作用”。而如今，中国科学家不仅通过实验证明了量子纠缠的存在，还借此实现了量子保密通信。
6月16日，一双红色的“筷子”出现在美国《科学》杂志的封面上。正是这双“筷子”，将量子纠缠分发的世界纪录提高了一个数量级。
在这期杂志中，刊发了潘建伟等人发表的题为《基于卫星的纠缠分发距离超过1200公里》的论文，文中指出，通过“墨子号”向地面发射光子，每对处于纠缠状态的光子中的一个发向青海德令哈站，另一个发向云南丽江站，两个地面站之间的距离达到1203公里。这是世界上首次实现千公里量级的量子纠缠。
该成果一经发表，旋即引发各国关注，很多专家盛赞中国量子卫星试验所取得的伟大成就。“这项工作是纠缠分发技术的一个真正突破，”美国麻省理工学院凯克极限量子信息理论中心主任塞思·劳埃德称，“这项实验表明远距离量子通信确实在技术上可行，让人们看到了在不久的未来构建远程量子通信的希望。”
8月10日，在线出版的英国《自然》杂志上，两篇来自同一国家、同一科研团队的研究论文同时在线发表，潘建伟及其同事的名字两次出现在这期《自然》杂志上。
这两篇论文，也同时宣告了两个“第一次”：完全由我国自主研制的世界上第一颗空间量子科学实验卫星——“墨子号”在国际上首次成功实现了从卫星到地面的量子密钥分发和从地面到卫星的量子隐形传态。
至此，连同先前在《科学》杂志发表的首次实现千公里级星地双向量子纠缠分发和量子力学非定域性检验的研究成果，“墨子号”已圆满实现了三大既定科学目标，这为我国在未来继续引领世界量子通信技术发展和空间尺度量子物理基本问题检验前沿研究奠定了坚实的科学与技术基础。
天地一体化
“你好！”9月29日，从中国发出的一声问好，通过量子保密“京沪干线”，又经过“墨子号”卫星，跨越了半个地球来到奥地利。这是历史上首次洲际量子保密通信，通话内容经过量子加密后，理论上无法破解。
一次简短的通话，留下浓墨重彩的一笔。如此长距离、实用化的量子保密通信，意味着覆盖全球的量子通信网络已离我们越来越近。
9月29日下午，在历经42个月的建设和半年多的应用测试以及长时间稳定性测试后，世界首条量子保密通信干线——“京沪干线”正式开通。
“京沪干线”是连接北京、上海，贯穿济南和合肥全长2000余公里的量子通信骨干网络，通过“墨子号”量子科学实验卫星兴隆地面站与“京沪干线”北京上地中继接入点的连接，真正打通了天地一体化广域量子通信的链路。
量子通信是由量子态携带信息的通信方式，利用光子等基本粒子的量子纠缠原理实现保密通信过程。与之前的通讯原理不同的是，信息的传播需要载体，而量子通信是不需要载体的信息传递。从物理学角度，可以这样来想象隐形传送的过程：先提取原物的所有信息，然后将这些信息传送到接收地点，接收者依据这些信息，选取与构成原物完全相同的基本单元，制造出完美的复制品。
此次“京沪干线”与“墨子号”量子科学实验卫星实现完美对接，预示着天地一体化广域量子通信网络雏形已经形成，未来将以此为基础，推动量子通信在金融、政务、国防、电子信息等领域的大规模应用，建立完整的量子通信产业链和下一代国家主权信息安全生态系统，最终构建基于量子通信安全保障的量子互联网。
量子卫星上天、量子计算云平台启动、“京沪干线”启航，在这场“第二次量子革命”中，微观世界的这些中国“探梦者”创新的步伐，永不停歇。■