墨子號成功上天！關於量子通訊衛星，你需要知道這5件事

知識 08-16

2016年8月16日凌晨，酒泉衛星發射中心，一枚長征二號丁運載火箭噴出閃亮的火舌，發出震耳欲聾的轟鳴，從發射塔架上緩緩升起，旋即一飛衝天。這是長征二號丁火箭的第29次發射，與以往的28次發射並無不同，成功將它運載的人造衛星送入了預定軌道。

然而，這次發射註定是不平凡的，因為被送入軌道的那顆衛星「墨子號」，是一顆量子通訊衛星。

這是啥？它有啥意義？有5件小事你需要知道。

1，這是中國第一顆，也是世界第一顆上天的量子衛星

這個你們都懂，不細講。

2，在量子通訊領域，中國一直走在世界的前面

在墨子號發射之前，中國就已經走在量子通訊的前沿了。

中國科學技術大學的潘建偉團隊，在合肥市實現了國際上首個所有節點都互通的量子保密通信網路，後來又利用該成果為60周年國慶閱兵關鍵節點間構建了「量子通信熱線」。

然而，發展量子通信技術的終極目標，是構建廣域乃至全球範圍內絕對安全的量子通信網路體系。而想建設覆蓋全球的量子通信網路，必需依賴多顆量子通信衛星。「墨子號」量子科學實驗衛星，就是未來一系列量子通信衛星的探路者。

這顆衛星，讓我們的優勢擴大了。

3，這是科學到技術的一大步

墨子號上天的目的，一是驗證量子力學的有效性，二是發展量子通信和加密技術。

對於第一個目的，美國麻省理工學院物理學教授Vladan Vuletic是這樣評價的：「我並不指望衛星實驗能夠教給我們任何我們尚不了解的量子力學和有關量子奇特性質的知識。然而，量子科學實驗衛星項目卻有著非常重大的意義，它將會把科學轉變為技術：如果實驗成功，它將有可能建立比經典物理學更強有力的地面系統與空間系統鏈接。然後，這種鏈接可以在實際上用於安全的信息交流。因此，愛因斯坦用來反對量子物理學的比喻，最終成了一種交流工具，這將是一個非常激動人心的進展。」

墨子號成功上天！關於量子通訊衛星，你需要知道這5件事

「墨子號」量子科學實驗衛星只是一個開始。量子科學實驗衛星科學應用系統總師兼衛星系統副總師、中國科大微尺度物質科學國家實驗室研究員彭承志表示：從長遠來看，「要實現全球化量子通信，還需要長期的努力，特別是需要多顆衛星的組網。」

這條征途沒有盡頭。好在，我們走在了世界的前列。

4，墨子號上去幹啥？任務之一：研究量子糾纏

量子力學中最神秘的就是疊加態，而「量子糾纏」正是多粒子的一種疊加態。這或許是未來的通信黑科技，為保不被時代拋棄，你最好現在就學習一下什麼叫量子糾纏——

以雙粒子為例，一個粒子A可以處於某個物理量的疊加態，能夠用一個量子比特來表示，同時另一個粒子B也可以處於疊加態。當兩個粒子發生糾纏，就會形成一個雙粒子的疊加態，也就是糾纏態。例如，有一種糾纏態就是，無論兩個粒子相隔多遠，只要沒有外界干擾，當A粒子處於0態時，B粒子一定處於1態；反之，當A粒子處於1態時，B粒子一定處於0態。

如果用薛定諤的貓做比喻，即A和B兩隻貓如果形成上面的糾纏態：

那麼無論兩隻貓相距多遠，即便在宇宙的兩端，當A貓是「死」的時候，B貓必然是「活」；當A貓是「活」的時候，B貓一定是「死」。

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