中國墨子號量子衛星破量子糾纏記錄 實現「一步千里」

據6月15日《Science》雜誌消息，中國「墨子號」量子衛星首次實現上千公里量子糾纏。「墨子號」去年8月16日升空，在太空中已經運行了好幾個月，如今，「墨子號」將量子糾纏分發的世界紀錄提高了一個數量級，實現了「一步千里」，量子通信又進一步向實用更進一步。

為什麼要叫它墨子呢?原來首顆量子通信衛星是以我國古代科學家墨子的名字來命名的，墨子最早提出過光線沿直線傳播的觀點，並通過小孔成像實驗發現了光是直線傳播的，第一次對光直線傳播進行了科學解釋——這在光學中是非常重要的一條原理，為量子通信的發展打下了一定的基礎。墨子還提出了某種意義上的粒子論。因此用他的名字命名首顆量子通信衛星以紀念他在早期物理光學方面的成就，而這也體現了中國的文化自信。

墨子號也是全球首顆量子科學實驗衛星，量子衛星是中國科學院空間科學先導專項首批科學實驗衛星之一，其主要科學目標一是藉助衛星平台，進行星地高速量子密鑰分發實驗，並在此基礎上進行廣域量子密鑰網路實驗，以期在空間量子通信實用化方面取得重大突破;二是在空間尺度進行量子糾纏分發和量子隱形傳態實驗，開展空間尺度量子力學完備性檢驗的實驗研究。

而「墨子號」屬於前者，「墨子號」可以在千公里外的外太空以10kbps的速率給地面站分發量子密鑰，比地面同距離光纖量子通信水平提高了15個數量級以上。該項技術突破不僅使得我國具備了對光纖無法覆蓋的地區——如我國的南海諸島、駐外使領館、遠洋艦艇等——直接提供高安全等級量子通信保障的能力，並為我國未來構建覆蓋全球的天地一體化量子保密通信網路提供可靠的技術支撐。通過「墨子號」的星地糾纏分發，我們能夠在相距1200公里以上的兩個地面站之間以1對/秒的速度建立起量子糾纏，將使得人類首次具有在空間尺度開展量子科學實驗的能力，並為未來在外太空開展廣義相對論、量子引力等物理學基本原理的檢驗做好了堅實的技術準備，成為我國在基礎物理學領域對世界的又一重要貢獻。

小編帶大家看看它的成長印記!2011.01—2011.12(深化論證階段)完成科學目標凝練、有效載荷遴選、工程方案深化論證。2012.01—2012.11(方案階段)完成關鍵技術攻關，明確衛星的總體技術方案，完成衛星初樣設計，火箭、發射場、測控、地面和科學應用系統確定方案。2012.11—2014.12(初樣階段)完成結構熱控星、電性星、鑒定星研製與試驗，完成正樣設計，完成初樣階段各大系統的技術對接。2015.01—2016.06(正樣階段)完成正樣星箭研製，完成正樣階段各大系統間技術對接，各系統做好執行任務準備。2016.06—2016.08(測發階段)，工程各大系統具備執行任務條件。2016.11中旬(完成全部在軌測試工作)。2016年10月12日，中國科學院召開新聞發布會，世界首顆量子科學衛星「墨子號」首席科學家潘建偉介紹，「墨子號」預計在11月中旬完成全部在軌測試工作，在軌測試完成後，衛星將交付科學家進行科學實驗。2017年1月18日，世界首顆量子科學實驗衛星「墨子號」在圓滿完成4個月的在軌測試任務後，正式交付中國科學技術大學使用。2017 年6月16日，中國「墨子號」量子衛星在世界上首次實現千公里量級的量子糾纏，這意味著量子通信向實用邁出一大步。2016年8月16日1時40分，我國在酒泉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「墨子號」發射升空。量子衛星發射入軌後將進行3個月左右的在軌測試，然後轉入在軌運行階段。

「墨子號」的成功發射，將使我國在世界上首次實現衛星和地面之間的量子通信，構建天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系。量子衛星的成功發射和在軌運行，將有助於我國在量子通信技術實用化整體水平上保持和擴大國際領先地位，實現國家信息安全和信息技術水平跨越式提升，有望推動我國科學家在量子科學前沿領域取得重大突破，對於推動我國空間科學衛星系列可持續發展具有重大意義。

國際權威學術期刊《科學》以封面論文的形式發表了該成果，審稿人稱該成果是「兼具潛在實際應用和基礎科學研究重要性的重大技術突破」。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！