世界首顆量子衛星發射成功 浙江科學家將開啟新篇章
世界首顆量子科學實驗衛星發射瞬間。
8月16日凌晨3點15分，甘肅酒泉衛星發射中心的招待所里，房間的燈陸續熄滅，錢報記者剛躺下，窗外傳來「嘭嘭」的轟鳴聲。隨後窗外的天空上，印出了一朵朵煙花。
1個小時35分鐘之前，北京時間2016年8月16日凌晨1點40分，全球首顆量子科學實驗衛星從酒泉衛星發射中心發射場成功發射。
鞭炮、煙花聲一直持續了10多分鐘，每一個剛想入睡或者從睡夢中鑽出來的人，卻一點都不懊惱。大家知道，這是航天城裡慶祝髮射成功的傳統方式。
「墨子號」量子衛星隨著火箭升空的那一刻，錢報記者有幸與成百上千名試驗隊的科研工作者、嘉賓共同見證。
從2008年開始，錢報記者在這裡看了五次發射，這一次是第六次。
量子科學實驗衛星常務副總師兼衛星總指揮王建宇介紹，選在凌晨發射，是為了讓衛星剛好在半夜12點入軌。這個時間便於科學家馬上開展實驗工作，為了避免強烈的太陽光背景，首顆量子衛星的所有實驗都將在晚上進行。
每一次看火箭發射，錢報記者的內心總是激動不已。火箭點火的一剎那，點燃了現場觀看發射的所有人的情緒——那時沒有任何聲音，所有的目光牢牢盯著火箭升空，驕傲的、自豪的情緒不斷迸發，每一個人都被感染著。
「5，4，3，2，1，點火！」火箭的尾部「噗」地冒出一大團橙紅色刺眼的火團。伴隨著撼動著天地的巨響，錢報記者只能通過張大嘴巴來減小巨大震動對耳膜的「敲打」。這種待遇，只有在現場觀看發射的人才能擁有。
和科幻動畫里火箭常常「咻」地一下就躥上高空不一樣，現實中的火箭發射，其實還是很耐看的。
起先幾秒鐘，火箭的樣子還能看出來，尾部拖著的火焰像是一條秋刀魚，魚尾不停擺動；
十幾秒以後，肉眼看不見火箭了，「魚」也越來越小；
大約1分鐘以後，「魚」帶著劃破天際的光亮，縮成冰淇淋筒的樣子；
「冰淇淋圓筒」越走越遠，肉眼看，好像不斷有一團團白煙霧脫離主體。尾巴越拖越長，火箭看上去像是只小蝌蚪，在夜空中走弧線；
兩分半鐘之後，「小蝌蚪」的「尾巴」消失。
當火箭在夜空中變成一顆最亮的星星時，所有人還在仰望著，目送它越飛越高。突然，那個亮點再一次閃亮了一下，邊上就有人忍不住喊了起來：「衛星和火箭分離了！」
一次又一次發射，普通的觀看者也變成了一個個專業人士，這就是科學發展的魅力。
錢報記者在仰望時，天上掉下來一些顆粒，掉到眼睛裡、頭髮間，落在身上。記者用手一搓頭皮，捕捉到了這些極其細小的顆粒。這像是火箭留給我們的特別「紀念品」，我們遙祝量子衛星一路順利！
為了這一天，中國的量子物理學家們已經準備了10多年；為了這一天，中科院上海微小衛星創新研究院、中科院上海技術物理研究所等科研單位的研究人員用了5年時間，研製成功這顆量子衛星。
從這一天開始，世界科學史將展開新篇章。
我們很期待：量子科學實驗衛星首席科學家、來自浙江東陽的潘建偉院士，帶著他的實驗團隊，在「墨子號」實現衛星與地面之間的量子通信，最終能構建世界第一個天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系。
記者專訪量子衛星工程首席科學家、東陽籍院士潘建偉的家人
這對東陽普通父母靠什麼培養出院士
8月16日1時40分，我國在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學實驗衛星（簡稱「量子衛星」）發射升空。
量子衛星工程首席科學家是東陽籍中國科學院院士潘建偉。
「熱烈祝賀墨子衛星發射成功！爸媽大阿姐小阿姐。」潘建偉85歲的父親潘孟迪，昨天一大早起來就召集家人給兒子發去了祝賀簡訊。
潘建偉也馬上回了簡訊：「謝謝爸爸、媽媽和全家人對我的理解與支持！建偉上。」
昨天下午，錢江晚報記者來到東陽市朝陽小區潘建偉的家裡。潘建偉的父母和兩個姐姐，翻看著手機上的照片，聊起了潘建偉的點點滴滴。
不開小灶
母親是數學老師
但從沒刻意輔導過功課
潘建偉出生在東陽鄉下馬宅，父親潘孟迪當過兵，還參加過抗美援朝戰爭。母親張香姣在當地當過小學、初中和高中的數學老師。
對孩子的教育和發展，老兩口一直比較開明。潘孟迪說，潘建偉小時候，自己經常要到外頭忙工作，家裡的事包括孩子上學，更多的是老伴在管。
在張香姣眼裡，潘建偉從小就是個 「搗蛋鬼」，男孩愛乾的事兒一件不落，「建偉小時候喜歡挖野菜、釣魚、游泳，也是個愛玩的孩子。」
上小學的時候，張香姣曾被兒子的班主任抱怨，潘建偉太吵了，上課不專心。急性子的張香姣氣壞了，潘建偉卻說：「老師說的我都懂。」
有些驚喜的張香姣依舊勸說兒子：「媽媽是老師，最不喜歡不遵守課堂紀律的學生。你懂了，也不能影響其他同學。」
潘建偉從小就酷愛數理化，張香姣退休前是數學老師，但她沒有正式給潘建偉上過課。「建偉小時候常生病，請假在家時，我偶爾會給他補補課。小時候他記性很好，《封神榜》看一遍就全記住了，還講給他爸爸聽。」張香姣笑著說。
不打擾
母親要做心臟手術
要求不讓兒子知道
在家人眼中，潘建偉是一個很孝順的人。經常給家裡打來電話，只要有空就會回家。老兩口尤其記憶深刻的是，潘建偉上大學期間，有一次放假回到家中已是凌晨，但他沒有敲門打擾父母休息，而是在家門口坐到天亮。父母第二天早上起來，又驚喜又心疼。
為了不影響兒子工作，家人有什麼事，幾乎從不麻煩潘建偉，漸漸養成了報喜不報憂的習慣。「我不能打擾他工作，他是在為國家做貢獻，家裡的事微不足道。」這是一個中國母親最真摯的表達。
前些年有一次，張香姣因為心臟不好，要一次性搭建三個心臟支架。因為病情嚴重，手術前醫生才發現，張香姣的兒子並沒有在場。這是張香姣的主意，她要求家裡人誰也不能告訴潘建偉。
在醫生的強烈要求下，家人才給兒媳樓小青打了電話。樓小青責怪潘建偉：「你是個不合格的兒子。」正值午飯時間，潘建偉知道後顧不上吃飯就跳上車，一路從上海開回了東陽。
不干涉
支持兒子的興趣愛好
爸爸還學習量子知識
從小，潘孟迪和老伴對潘建偉的教育就是寬嚴相濟，對於潘建偉的興趣愛好幾乎從不干涉，對兒子的事業也是這個態度。
大約是20年前，60多歲的潘孟迪第一次聽兒子說自己在進行量子方面的科研。從那個時候開始，潘孟迪兩口子，就會在兒子回家時，偶爾聽他聊起量子的有趣故事。
潘孟迪也能對「量子是什麼」做出簡單的解釋。科學界也曾有人懷疑量子科技，但潘孟迪對兒子的事業深信不疑：「我相信兒子，兒子說量子科學對我國科技發展意義重大，我們一直支持他。」
自從有了微信，潘孟迪偶爾會到潘建偉的朋友圈，點開一些專業的文章進行閱讀。「我也看不懂多少。」
不過，初中文化的潘孟迪說起這些，還是有一種由衷的自豪感。
「建偉小時候看書，常常會入迷忘了時間，現在做科研更加嚴重了。現在，我就希望兒子在工作之餘多休息，少熬夜，注意身體。」張香姣說。
科學家解讀高深的科學研究，人類呼口氣，就是上萬億量子的進出
看不懂沒關係，但一定要知道它多牛
全球首顆量子科學實驗衛星「墨子號」在兩年的設計壽命中，將完成四大任務：星地高速量子密鑰分發實驗、廣域量子通信網路實驗、星地量子糾纏分發實驗、地星量子隱形傳態實驗。
到底量子是什麼？它們怎麼糾纏？「墨子號」做的一系列量子科學實驗，對將來人類的生活會有什麼影響？
這些深奧的科學問題到底能不能翻譯成白話文？能，而且還很好玩。
讓我們打個包，針對這些既有利於吹牛又顯檔次而且還對提高生活品質有幫助的問題，請來量子科學實驗衛星工程首席科學家潘建偉、量子科學實驗衛星工程常務副總師兼衛星總指揮王建宇等科學家和工程師們，作淺顯有趣的解讀。
Q：量子在哪兒呢
量子是一個能量的最小單位，所有的微觀粒子包括分子、原子、電子、光子，它們都是量子的一種表現形態。
這個世界本身都是由微觀粒子組成的。所以某種意義上講，我們這個世界就是由量子組成的。
人類可都是24K純量子產品呢，「噗」，大家呼一口氣，那就是上萬億量子的進出。
量子科技也非常接地氣。到本世紀初，在人們的周圍隨處可見直接或間接運用量子理論的技術和裝置：從常見的CD唱片機到龐大的現代光纖通信系統，從無水塗料到激光制動車閘，從醫院的磁共振成像儀到隧道掃描顯微鏡……量子技術已經滲透到人們的生活中。
Q：量子之間怎麼糾纏
糾纏，是「墨子號」實驗衛星的一個關鍵詞。「墨子號」上有一個量子糾纏源，能產生成對的糾纏光子。它旁邊有量子糾纏發射機，能把成對的糾纏光子同時、分別發射到地面的台站。
量子之間的糾纏，比我們人類文藝、奇幻得多了。
經過糾纏處理的一對量子，就像雙胞胎一樣心靈感應——好比兩顆骰子，無論相距多遠，擲出來的結果始終是一樣的。
量子像孫悟空，因為它也有分身術。但是跟孫悟空的分身術不一樣的地方在於，在量子的世界裡，量子的分身術不能被人看到，一旦有人去看它，它的分身就會隨機地消失，而最後只留下一個。
以人來舉例。小宋和小馬糾纏在一起，他們每個人都有兩個分身分別在北京和上海。
如果有人對小宋和小馬的之間的來往進行了測量，那麼小宋在上海的分身就消失了，而小馬的上海分身也必定會消失，是同步的。這就是量子糾纏。
Q：「墨子號」天地實驗有多難
天地一體化聯通，對系統有許多考驗。
首先，衛星在對地500公里的軌道上高速飛行，發出一束微弱的光，地面上的接收站，要準確地接收到那唯獨一個需要的光子。這個過程中，怎麼對得准，是個難題。
這就相當於在萬米高空的飛機上，要往地面上的儲蓄罐里扔進一枚硬幣。當然，是要往那條狹窄的投幣口扔進去。更麻煩的是，這個儲蓄罐子還是在旋轉的！
其次，這些實驗，對探測器的靈敏度要求極高。
量子衛星上打下來的一個光子，是光的最小單位。它小到什麼程度呢？
大約是這樣的情形：月球上劃一根火柴，大概是幾瓦的亮度，要在大約38萬公里外的地球上能夠捕捉到。
Q：未來如何惠及普通百姓
技術的發展是有一個過程的，最後總能惠及老百姓。
量子計算的應用將非常廣泛，而這可能大大改變人類的生活。因為量子技術不僅可以解決大規模的計算機難題，進行氣象預報、藥物設計、金融分析、石油勘探，而且還能揭示新能源新材料、高溫超導、量子霍爾效應等複雜的物理機制。
Q：天地一體實驗室是什麼樣
這是人類有史以來最大的實驗室。
比如，在進行量子秘鑰分發實驗的時候，當距離地面500公里的量子衛星經過北京興隆站時，先和興隆地面站進行一次量子密鑰的分發。
衛星下一次再經過新疆南山站的時候，再和南山站進行一次密鑰分發，最終共享一對完全相同的、又是絕對安全的密鑰。
興隆站和南山站相距1200多公里，衛星在距離地面500公里的軌道上，所以這個天地一體化的實驗室面積有60萬平方公里，面積差不多有6個浙江省那麼大。
Q：量子糾纏的效果是什麼
目前來看，量子分身術更為直接的應用，就是量子保密通信。
以往被認為最安全的信息傳遞方式是光纖通訊。
光纜能把所有的光能限制在光纖里，外面得不到能量，所以這個傳輸被認為是安全的，但隨著科技發展，只需讓光纜泄露哪怕很少一部分能量，就能夠竊聽光纜傳遞的信號。
比方說，兩人打電話時，他人可通過竊聽器從通信線路中的上千萬個電子中分出一些電子，使其進入另一根線路，從而實現竊聽，而通話者無法察覺。
「水門事件」、「稜鏡門」等都是這樣走漏風聲的。
而量子通信完全不會出現這個問題。
這是因為其密鑰具有不可複製性和絕對安全性。一旦有人竊取密鑰，整個通信信息就會「自毀」並告知使用者。
再以小宋和小馬為例。兩人要進行安全通信，小宋發出的光子信息狀態有水平、豎直、45°等狀態。
假設有人竊聽，可是光子不可分割，首先竊聽者根本無法分割出「半個光子」；
其次，因為單次測量測不準、不可克隆的量子態特性，竊聽者無法複製信息；
第三，一旦竊聽者截獲光子，小馬就收不到信息，也就不存在竊聽了。
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