「墨子」上天，8個「量子衛星」的理解誤區需要知道

科技 08-16

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量子衛星「墨子」今天凌晨1:40成功上天啦！你以為這是咱們國家量子通訊「首秀」?真的能通過它打電話、上網、發朋友圈、玩直播?NO！快來看看還有多少你只知其一不知其二的事吧。

大家對於量子衛星的認知度如何呢？我們進行了一個街頭採訪。

看來多數人對量子衛星還比較陌生，下面還是讓專家給我們補補這方面知識吧。

文/記者李乃麟

採訪專家

張文卓中科院中國科技大學副研究員

曹原北京興隆地面站量子科學實驗衛星量子糾纏源分系統副主任設計師

賀東麗江地面站量子科學實驗衛星望遠鏡分系統副主任設計師

「墨子」上天，8個「量子衛星」的理解誤區需要知道

量子衛星「墨子」發射成功。（攝影/國家空間科學中心李靖）

「墨子」上天，中國將成為全球第一個實現衛星和地面之間量子通信的國家！甘肅酒泉的小夥伴們又該興奮了，「哎馬(呃，這好像是東北話)，大火箭噌噌三天兩頭往天上干，老帶勁了！」

可話說回來，光知道跟著嘚瑟不行。各位親們，咱們得改改光看熱鬧的習慣，費這麼大勁發射一顆衛星，容易嗎?除了看熱鬧，更要知道門道，這才是必須的啊。

小編一身正氣地告訴你，先別自我感覺良好，關於這顆衛星本身和量子通信，你以為你以為的就是你以為的?答案是個大大的No。雖然已經腦補了個大概，但只知其一不知其二的事情還是可以有的。不信?以下這些真正的事實絕對會讓你明白，你以為的還真可能是錯的！調整好呼吸，現在，打擊開始：

打擊1你以為名字叫量子衛星，「墨子」就真的「身懷量子」?

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整顆衛星從裡到外，從頭到腳，除了保溫層就是元器件，從宏觀角度講，就組成物質來說，跟量子沒有半毛錢關係(當然，從另一個角度看，衛星本身當然也可以看成是由巨多的量子構成的，可是如果糾結於這一點，那所有的衛星都可以叫做量子衛星。所以，抬杠地不要，要認真領會小編首輪打擊的正確所指哈)。這顆衛星真正也是唯一與量子二字有關的地方，是它可以biu~biu~biu向外發射量子。所以，量子衛星這個名字說的是它自身的「獨門本領」而不是「身體構成」。

「墨子」上天，8個「量子衛星」的理解誤區需要知道

在中科院量子信息與量子科技前沿卓越創新中心內的量子模擬實驗室拍攝的超冷原子光晶格平台的激光伺服系統。該平台可以人工操縱冷原子的量子狀態，從而模擬一些難以操縱的、複雜物理系統的機制。（新華社記者才揚2016年5月25日攝）

打擊2你以為「墨子」是衛星家族中的全新「品種」?

真相

衛星的「品種」是按照用途(或者說是功能)來劃分的，量子衛星確實能夠發射量子，但這只是它實現本身用途的手段。如果一顆衛星光知道傻乎乎地在太空中biu~biu~biu，又有神馬意義呢?所以，「墨子」的真正身份仍然還是通信衛星，唯一不同的是，它是一顆靠量子來傳遞信息的通信衛星。

打擊3你以為這次「墨子」選在深夜上天，只有確保衛星順利入軌這一個意思?

打擊4你以為接收「墨子」發來的「消息」還用「大鍋蓋」?

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這次不用「鍋蓋」嘍，直接用望遠鏡！還必須是大口徑的！多大?直徑一米，夠可以吧?北京興隆地面站的量子科學實驗衛星量子糾纏源分系統副主任設計師曹原說，雖然是望遠鏡，可是也是有「料」的：加上了專門的信號處理系統和綜控控制系統。這三樣「打包」放在一棟單獨的三層樓里。怎麼樣，霸氣吧?可是為啥要用望遠鏡呢?嘿嘿，誰讓天上的衛星是量子衛星呢，人家從上往下biu~biu~biu發射下來的可是光量子，說白了就是一種極端狀態的「光」，就好像有人在500公里的高空用一個手電筒向地面一下一下地按開關，每按一次，手電筒就亮一次，地面就要把這短暫的一點亮光接收到。既然是接收光，當然「鍋蓋」就不行了，必須用望遠鏡，要不「看」不見啊。所以現在明白了吧?夜間發射，保證任務期間衛星飛臨地面站時都在深夜，是因為衛星真的喜歡「黑」，大白天的陽光太強，添亂。

打擊5你以為有了「墨子」，真的就能通過它打電話、上網、發朋友圈、玩直播?

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你想得太多了！電話還是那個電話，朋友圈、直播也還是原來的朋友圈和直播，人家「墨子」可不是干「音視頻信號中轉站」這等「基礎工作」的。人家的能耐是在傳統通訊網路進行信息傳輸時，對其中傳輸的信息進行加密，保證你的銀行卡號啊，什麼支付寶和微信啊等重要信息不外泄。說到底，「墨子」的作用是當保鏢，不是傳聲筒，更不是視頻轉播台。

「墨子」上天，8個「量子衛星」的理解誤區需要知道

在量子保密通信上海總控中心內，量子科學實驗衛星首席科學家、中國科學技術大學教授、中科院量子信息與量子科技前沿卓越創新中心主任潘建偉院士演示實用化量子通信產品進行遠距離保密通話（新華社記者才揚2016年5月25日攝）。

打擊6學習了「量子糾纏」，搞懂了「隱形傳態」，你以為量子通信的優點只有「絕對安全」?

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量子通信除了「絕對安全」之外，還能承載海量信息。一般的光纖網路和普通衛星網路只能望塵莫及，別說4G，就是發展到8G都沒有可比性。最最重要的還有一點——傳遞信息速度那是相當快。究竟有多快?光速是多少知道吧?如果用量子傳遞信息，比光速快一！萬！倍！這不是誇張的修辭方法，而是潘建偉院士領銜的自由空間量子通信團隊的彭承志、張強經過研究得出的科學數據。沒錯，就是一！萬！倍！什麼概念?如果你在地球上給火星上的朋友發一張自己剛做好的晚餐美食照片，等對方看到你的菜，你應該已經開始收拾碗筷了。可是如果用量子通信，呵呵，你完全可以來個Liveshow直播,絕對沒有一絲延時。怎麼樣?不淡定了吧?

「墨子」上天，8個「量子衛星」的理解誤區需要知道

量子通信原理（來源：「科學大院」微信公眾號）

「墨子」上天，8個「量子衛星」的理解誤區需要知道

加密通信流程（來源：「DeepTech深科技」微信公眾號）

打擊7「不就是收發幾個光訊號嘛」，你以為跟「墨子」溝通很容易?

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寶寶們，你們可長點心吧！還是讓事實教育你吧。中科院中國科技大學副研究員張文卓說，為了給「墨子」做好「服務」，一個控制中心，五個地面台站共同「伺候」著。量子衛星實驗首席科學家潘建偉院士形象地比喻說：五個台站圍攏起一個面積達到60萬平方公里的巨大「實驗室」。在所有的實驗當中，量子科學實驗衛星的控制中心，就是上海的控制中心，它就好像是一個指揮部，能夠和地面的五個台站進行實時的視頻通話，而且能夠對所有的實驗進行一個科學的調度和安排。其餘的五個站點，其中北京的興隆站、新疆的南山站、青海的德令哈站和雲南的麗江站，是四個量子通信地面站，主要參與量子密鑰分發和量子糾纏分發這兩大項實驗。位於西藏的阿里站則主要配合衛星一起參與第三項量子科學實驗——量子隱形傳態。

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量子糾纏分發（來源：「新華視界」微信公眾號）

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量子密鑰分發（來源：「新華視界」微信公眾號）

麗江地面站量子科學實驗衛星望遠鏡分系統副主任設計師賀東說：由於衛星高速飛行，地面站望遠鏡就需要以相應速度實現極高精度的對準。和捕捉普通衛星信號「覆蓋一片」的情況不同，「墨子」的信號基本就是一個點，用一個直徑1.8米的望遠鏡，在一剎那間捕捉到500公里外的一個點訊號，並且要在衛星飛過上空的幾分鐘時間內連續保持高精度對準信號源，簡直就像「針尖對麥芒」一樣。

打擊8你以為「墨子」上天是咱們國家量子通信的「首秀」?

真相

怎麼可能呢?太小瞧我們國家的科技水平了吧！潘建偉院士帶領的一干人馬早在2009年就在合肥建立了全球第一個城域量子通信網路。2013年，這個團隊又在濟南建立了到目前為止也是世界最大的城域量子通信網路。目前北京和天津的城域網路也在建設中。更重要的是，量子通信的應用其實我們都早就親眼目睹過！2009年國慶閱兵、十八大會議期間都用來保障過通信安全。尤其是2009年國慶閱兵期間，「量子信息熱線」更是發揮了不可替代的作用：清晰的語音，順暢的指令通路，成就了閱兵式的震撼。只不過我們當時不知道用的是量子通信技術而已！

（本文由北京科技報社全媒體中心采編製作，原創作品，未經授權謝絕轉載。圖片源於網路。新媒體編輯/黃珊）

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