“墨子號”量子衛星：讓量子通信不再遙遠

2017年1月18日，我國發射的世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”圓滿完成了為期4個月的在軌測試任務，正式交付用戶單位使用。

2016年11月26日，“墨子號”量子科學實驗衛星與興隆量子通信地面站建立天地鏈路。（金立旺/新華社）

“墨子號”量子衛星的成功發射及測試，在國內外都引起了不小的轟動。據中國經濟網報道，在《科學美國人》評選的中，“墨子號”量子衛星作為唯一誕生於美國本土之外的創新技術入選2016年度“改變世界的十大創新技術”﹔2016年底，“墨子號”量子衛星和人類首次探測到引力波等重大成果共同入選英國《自然》雜志年度國際重大科學事件。那麼，“墨子號”量子衛星到底是什麼？為什麼世人給予它這麼高的評價？

“墨子號”是什麼？

墨子是古代光學研究的先驅，發現了小孔成像等一些基本的光學現象。然而，以墨子命名的“墨子號”量子衛星又是什麼？

據新華社報道，“墨子號”量子衛星於2016年8月16日發射升空，是由我國自主研制的世界上首顆空間量子科學實驗衛星，也是中科院空間科學先導專項首批科學實驗衛星之一。此外，據《文匯報》報道，“墨子號”只是量子科學實驗衛星，用於探索量子通信衛星的可行性，發射成功只是個開始。簡單來說，“墨子號”只是用來實現量子通信的工具。

什麼是量子通信？

“墨子號”作為量子科學實驗衛星，其作用在於探索量子通信衛星的可行性。那麼什麼是量子通信呢？

據《科技日報》介紹，量子通信技術旨在利用量子態實現信息的編碼、傳輸、處理和解碼，特別是利用量子態（單光子態和糾纏態）實現量子密鑰的分配。在眾多通信的方式中，量子通信技術被稱為“史上最難破譯”加密技術。量子通信最大的優越性就在於保密，隻要有消費者認為自己的信息值得高度保密，量子通信就不乏潛在的用戶。目前，已經有政府和金融單位在試用量子通信產品。

據《經濟日報》介紹，量子通信的安全性基於量子物理的基本原理。作為光的最小粒子，每個光量子在傳輸信息的時候具有不可分割和不可被精確復制兩大特性，如果存在竊聽，就一定會被信息發送者察覺並規避，所以量子通信保証了信息的安全。

“墨子號”的4個月在做什麼？

“墨子號”量子衛星花費4個月去完成測試任務，那麼，它到底在測試什麼？測試的最終結果又如何？

據中國新聞網介紹，在過去的四個月裡，“墨子號”量子衛星完成了三大測試，即在衛星在軌測試階段全面完成了衛星平台測試、有效載荷自測試和天地一體化鏈路測試，衛星平台和有效載荷工作一切正常，確認“墨子號”能夠滿足空間量子科學實驗的要求。（喬亞玲）

本文由中科院物理所副研究員羅會仟進行科學性把關。