墨子号量子科学实验卫星在科技领域的作用

我们先从墨子这个名字谈起好了 。
量子卫星首席科学家潘建伟院士说,墨子最早提出光线沿直线传播,设计了小孔成像实验,奠定了光通信、量子通信的基础 。以中国古代伟大科学家的名字命名量子卫星,将提升我们的文化自信 。
除去提升文化自信之外,墨子也代表着兼爱非攻,意即尽管我们是军用但我们不会去侵犯你们,可你们也绝对攻不下来 。毕竟量子传输“无条件安全,计算能力再强也破解不了” 。
也就是说“墨子号”相较其它卫星通讯上保密工作更完善,解决了以往通讯作业中的保密大难题 。
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量子通信是已在地面上实现的了,所以有的人说其实不过是把地面上有的东西搬到了天上而已,并没有那么高大上 。
但其实不然 。在地面上,光粒子在光纤中的传播距离越长则损耗越大,而要达到量子通信真正实用,必须达到长距离传输 。那么墨子号就是为针对解决这一问题研发的,尽管目前还有不完善的地方,但总之我们作为量子通信大国始终在改进进步对吗 。
引用潘院士的话,即使存在超出目前技术水平的10G赫兹理想单光子源和100%探测效率的理想单光子探测器,在1000公里光纤中进行点对点量子通信,每300年也只能传输一个比特 。“而用上卫星中转,现有技术就能1秒传送100k,随着技术进步,将来1M,10M都有可能 。”
2005年,潘院士即带领团队实现了13公里自由空间量子纠缠和密钥分发实验,证实光子穿透大气层后,其量子态能够有效保持,从而初步验证了星地量子通信的可行性 。
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总结一下就是两点先进之处:
1,相较其他通讯卫星,“墨子号”保密工作更安全 。
2,发射“墨子号”意味着我们初步解决了星地间量子通信的难题 。
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那么“墨子号”的职责是什么呢?技术成熟以后又会对我们的生活造成什么样的改变?
“墨子号”在国际上率先实现高速的星地量子通信,为量子的全球互联网奠定基石;
对量子物理基本问题进行空间尺度的检验,这会帮助科学家们加深对量子物理自身的理解 。
“墨子号”量子科学卫星于2016年8月16日在酒泉卫星发射中心发射成功,当天“墨子号”的消息就震惊了全世界 。因为这不仅是中国第一颗也是世界第一颗量子通信卫星 。

墨子号量子科学实验卫星在科技领域的作用

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墨子号量子科学实验卫星在科技领域的作用

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其实,在“墨子号”发射成功之前,中国就已经走在量子科学的前列了 。最著名的就是2009年国庆阅兵期间构建的“量子通信热线” 。
【墨子号量子科学实验卫星在科技领域的作用】“墨子号”上天的意义重大,它的先进之处就在于它把科学变成了可行的技术 。在量子卫星上搭载了自主研发的“四种武器”:量子密钥通信机、量子纠缠发射机、量子纠缠源和量子试验控制与处理机 。“墨子号”量子卫星所要进行的量子密钥分发、量子纠缠分发和量子隐形传态这三大实验都已在地面验证过 。如果试验获得成功,它将建立比现在更有效的空地链接,而这种链接传输的信息绝对安全可靠 。目前,通过量子卫星,量子纠缠在地面千公里距离上得到验证 。
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