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在高科技赛场上，中国再次让全世界瞩目！  2016年8月16日，我国成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。  2017年1月18日，“墨子号”又圆满完成了4个月的在轨测试任务，正式交付用户单位——中国科学技术大学使用。  ▲ 1月18日，相关单位负责人在交付使用证书上签字 这颗名叫“墨子号”圆满通过测试，说明了目前中国在量子通信领域已经实现“弯道超车”。 同时也意味着，中国将领跑全球首次完成卫星和地面之间的量子通信，构建一个天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。  “墨子号”是什么卫星？和一般卫星区别又在哪？ “墨子号”是啥卫星？你需要知道这几件事！ 1. 这是中国第一颗，也是世界第一颗上天的空间量子科学实验卫星。 2. 由中国完全自主研制。该卫星从科学概念的提出到关键技术突破，从有效载荷研制到科学成果的产出，均由中国科学院量子信息与量子科技前沿卓越创新中心主导完成。  播放GIF3.“墨子号”上天的目的： 一是验证量子力学的有效性，二是发展量子通信和加密技术。这是科学到技术的一大步。 4. 干啥活？“墨子号”的主要应用目标是通过卫星和地面站之间的量子密钥分发，实现星地量子保密通信，并通过卫星中转实现可覆盖全球的量子保密通信。 “墨子号”可以在一千公里外的外太空以10Kbps的速率向地面站分发量子密钥，比地面同距离光纤量子通信水平提高了15个数量级以上。  5. 测试结果：“墨子号”测试阶段性能卓越，超过系统指标要求。 在轨测试期间，“墨子号”全面完成了卫星平台测试、有效载荷自测试、天地一体化链路测试，卫星平台和有效载荷工作一切正常，成功构建了星地单向、星地双向、地星单向量子信道，系统信道效率、时间同步精度、跟踪瞄准精度均超过系统指标要求，可以满足空间量子科学实验的要求。  和一般卫星的区别又在哪？ 我们通常说的科学卫星本质上也就是一颗卫星。而区别于其他卫星，科学卫星的主要目标是做科学实验，而之前发射的卫星主要目标是为国计民生或者军事国防服务。 科学卫星的研究主题其实大部分是星空、暗物质等等面向宇宙的探索。而量子科学卫星主要的研究问题大概包括：量子纠缠、量子密钥分发等几个主要的量子问题。  让我们回想量子力学，研究的问题实际上是非常微观情形的物理学。而量子纠缠是一种特殊的量子态，量子纠缠具有一些量子力学特有，经典物理中不存在的物理现象。  比如量子纠缠态可以破坏贝尔不等式，而任何经典态都是满足贝尔不等式的。以往的物理学实验都是在一个实验室进行的量子态分发，进行量子态测量验证量子力学的正确性。 我们知道在不太远的距离，量子力学是成立的。那么，在更大尺度上，比如中国到欧洲这么远的距离上量子力学是不是成立的呢？ 量子科学卫星就可以进行这样的实验，在非常大的尺度上研究量子力学是不是正确？是不是有什么新的特性。  量子科学卫星进行了另外的实验，包括量子密钥分发。 量子密钥分发，是一种安全性基于量子力学的密钥分发方式，可以获得非常高的安全性。但是一般情况下，密钥可以分发的距离有限。 通过卫星我们可以进行更远距离的量子密钥分发，比如说在卫星上进行中继，并且配合地面网络，可以实现全球的量子密钥分发网络。 简单的说，量子科学卫星，量子实验是由卫星上的载荷完成，卫星本身和以往的卫星没有什么区别。量子科学卫星可能验证量子力学，也可能发现新的现象。 有多牛？ “墨子号”从研制过程到成功发射均引起了社会上的广泛关注和国际学术界的高度评价。  《华尔街日报》称，从戈壁沙漠发射上天的这枚火箭也将驱使中国站到科学界一个最具挑战性领域的前沿。而这也将让中国在当前这个网络间谍时代，在防黑客通讯技术方面获得一项遥遥领先于其全球竞争对手的优势。 维也纳大学物理学家安东·蔡林格说，这颗卫星把中国和量子力学推到了一项重大科技突破的边缘。“长期来看，它极有可能取代我们当今的通讯技术。” 荷兰代尔夫特理工大学的量子研究人员罗纳德·汉松也对英国《金融时报》表示，该项目是“量子科技的里程碑事件”，“通过这次发射，中国已成为引领全球量子通信网络发展的先锋。” 2016年底，“墨子号”和人类首次探测到引力波等重大成果共同入选英国《自然》杂志点评的年度国际重大科学事件； “墨子号”作为唯一诞生于美国本土之外的创新技术入选《科学美国人》评选的2016年度“改变世界的十大创新技术”； 《华尔街日报》针对中国科技的高速发展给出了标题为“沉寂了一千年，中国誓回发明创新之巅”的专题文章，将“墨子号”量子科学实验卫星作为中国创新能力提升的重要标志。 会带来哪些影响和应用前景？ 随着量子卫星的发射升空和下半年“京沪干线”的完工，中国的广域量子通信体系为率先建成全球化的量子通信卫星网络奠定了基础，人类即将实现全球范围内卫星和地面间的首次量子通信。 “天地一体化”的量子通信网络即将铺就，历经 30 余年的量子信息研究也将步入深化应用的时代。 未来，量子通信不仅仅只是一种全新的加密通信手段，它将成为新一代信息网络安全解决方案的关键技术和日益普遍的电子服务的安全基石，成为保障未来信息社会可信行为的重要基础之一。 也许就在不远的将来，量子通信技术将如同手机、电脑一般，走入寻常百姓家。 更多内容请关注天涯若比邻 官方微信：天涯若比邻无界商圈（id：tyrblwjsq） 旗下创业媒体微信：无界投融（id：tyrblwjtr） 无界商圈app：http://api./webapp/wjload/detail 官网：http://www. 服务热线：400-011-0061 |
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