在量子加密通信研究领域，如何长距离传输纠缠光子一直是个很大的难题。不过最近我国的科学家们，利用去年8月发射的墨子号量子卫星，在这件事上取得了一些突破。研究者们成功从太空中向相距约1200公里的云南丽江和青海德令哈地面站发送了纠缠光子对。
这项实验是对量子密码这种新技术的一次关键测试。量子密码就是像光子这样的量子传输安全信息的技术。众所周知，脆弱的量子不易进行传递，如果人们试图利用光纤来传递它们，超过150英里后，信号就会失效，这种性质使得量子密码在全国或者世界范围内传递消息时起不到什么作用。
所以科学家们一直在研究如何利用卫星来进行长距离的量子传送。但是在此之前，还没有人做到如此远的距离。在这项实验中，中国科学家在两个相距750英里的地面站点和卫星之间传递单一光子，创造了距离最远的新纪录（两站分别是青海德令哈站和云南丽江高美古站，两站距离1203公里）。
去年8月，在戈壁滩的酒泉卫星发射中心，中国发射了造价一亿美元的量子卫星“墨子号”，专门用来进行空间级别的量子实验。该卫星上搭载了一套复杂的激光系统、反射镜面系统和一种特殊的晶体，当激光反射在晶体上时，它会创造出一对处于纠缠态的光子。晶体一次可以制造600万对光子，但是地面上的两个站点每秒只能探测到大约一对光子。
中国的量子卫星发射和这项实验是科研人员长期努力的结果。负责这个项目的物理学家、中国科技大学教授潘建伟说，卫星实验的开始可以追溯到2003年，他带领的大约100人的团队从设计、建造到调整激光和卫星系统付出了多年的努力。他们最初的实验是在地面上进行的，起初只是在几英里内传输密钥，后来慢慢开始加大距离。
“但是他们在该领域的研究仍然是很快的。”加拿大滑铁卢大学的物理学Thomas Jennewein说（他最近完成了从地面到飞行中的飞机间的量子传输）。几年前，Jennewein 在国际空间站上试图完成相似的实验。他说：“因为各种实验的复杂性、高昂的成本等，那些项目没有一个可以实现如此远的距离。但是中国团队现在做到了，他们走在了领域的前沿，这非常棒。”
杜克大学的中国科技政策研究专家Denis Simon说：“他们之所以行动如此快速，得益于中国政府对该项目的充分重视。因为中国政府领导希望完成这样的实验，所以实验团队无需在通常的官僚制度上浪费时间。”中国政府对量子通信技术抱有极大的兴趣，因为量子安全通信对国家大有裨益。他说道：“中国政府想将这种通信技术运用在中国南海的海军战舰上，该技术的应用还有很多。”
同时，其他国家的科学家也在进行类似的实验，但是却被很多官僚制度所束缚。比如Diamanti的团队还正在等待欧洲空间局对他们在国际空间站和欧洲几个地面站点间传递量子实验申请的回复。伊利诺伊香槟分校的物理学家Paul Kwiat也正在领导美国的团队与NASA合作进行相似的实验。
但是还没有一个国家像中国一样对量子通信有着宏伟的计划。潘建伟曾说过，中国计划在2030年打造一个覆盖全球的量子卫星通信网络。他还表示：“我们是非常幸运的，我们的成功得益于中国政府的快速决策系统，政治和科学的结合可以事半功倍。”