「墨子號」已滿兩歲！已超過設計壽命的世界首顆量子科學實驗衛星還將繼續太空實驗

點擊「國家空間科學中心」可以訂閱哦！

不知不覺間，世界首顆量子科學實驗衛星 「墨子號」已在太空中度過了它的兩歲生日。而據衛星設計團隊透露，已經達到兩年設計壽命的 「墨子號」，如今各項指標仍很「健康」，未來還能再工作三年左右。

自2016年8月16日在酒泉衛星發射基地升空以來， 「墨子號」完成了驗證千公里級量子糾纏和密鑰分發、實現洲際量子保密通信等一系列科學實驗，將中國的量子通信帶到了世界前沿。

「這兩年，是中國在量子通信領域取得長足進步的兩年。」中國科學院院士、國際著名量子科學家潘建偉表示，目前已在為 「墨子號」研製接替者。未來，地球上空將出現量子星座、地球同步量子通信衛星。而 「墨子號」將以先驅者的身份，在人類探索量子世界的歷史上留下濃重一筆。

這是中國科學的一場探索之旅

2017年， 「墨子號」的三大科學任務結果先後發表在 《科學》《自然》雜誌上。 「墨子號」衛星工程總設計師徐博明特地從中國科學院空間科學中心要來了那期雜誌。看到雜誌封面上 「墨子號」從夜空向地面發出的兩道光，他很是感慨：「『墨子號』號能在國際上產生如此巨大影響力，一開始真沒想到。」

作為資深的氣象衛星專家，2011年，當徐博明第一次得知自己要出任量子科學實驗衛星工程總設計師時，心裡有些不解：天地間相隔幾百公里，還要穿越十幾公里大氣層，實驗儀器要將光子一個個從衛星分發到地面基站，並確保地面準確接收，這能行嗎？

2003年，當量子科學實驗衛星首席科學家、中科院院士潘建偉最初提出這個科學設想的時候，很多人都認為是天方夜譚。

要實現科學家對空間量子實驗的設想，必須有強大的科研工程作為後盾。一支量子科學衛星科研團隊迅速集結：中科院國家空間科學中心、中國科學技術大學、上海航天技術研究院等上百家科研單位聯合在一起，共同挑戰這個史無前例的科學與工程難題。

「我一直覺得，科學家有一種個人英雄主義。可直到做 『墨子號』我才發現，在團隊的力量面前，個人太渺小了。」潘建偉說，沒有中國科學家打破門戶之見的精誠合作，就沒有 「墨子號」的成功，這是中國科學的一場探索之旅。

與全天候工作的氣象衛星不同，科學實驗衛星並不需要24小時不間斷工作，但衛星上會使用大量從未經過太空考驗的新技術，這對航天工程而言，挑戰巨大。

「我們沒有重來的機會，必須一次成功。」徐博明說，量子科學實驗衛星對參與項目的每個人來說，都是全新的，必須保證每個系統、每位工程人員都能理解它。

鮮為人知的是， 「墨子號」研製期間，曾遇到過三次 「意外」。最緊張的一次，發生在發射前兩個月，信標光在測試中出現了不正常的衰減，而此時供他們修改時間最多只剩下一個月。

利用科學先發優勢確立產業優勢

曾經，受限於在光纖中的能量損耗，光量子的傳輸距離難以突破百公里級的瓶頸。 「墨子號」一舉突破了這一瓶頸，開創了利用衛星千里傳送量子信息的先河，也將量子通信推到了實用的當口。

「墨子號」為中國科學贏得了巨大國際聲譽，也標誌著我國量子通信領域的研究在國際上處於領先地位。如今，利用 「墨子號」，中國科大已多次與歐洲、非洲實現了洲際量子密鑰分發實驗；美國、加拿大也正在建設基站，希望與中國的「墨子號」建立信號連接。

不過，潘建偉深知，要持續保持我國在該領域的優勢地位，還有無數險峻的科學與技術高峰需要攀登、翻越：量子通信技術要走向實用，衛星必須要能在白天強烈陽光干擾的環境下進行量子密鑰的星地傳輸；同時，要實現24小時工作，得像北斗衛星那樣，由高中低軌量子衛星組成 「星座」，構建天地一體化的全球量子保密通信網路。

「希望 『十三五』末，能將應用型量子通信衛星發射升空，並儘快在一些重要部門加以應用和推廣。」潘建偉說，這已不是單靠科學家能夠完成的，需要工程、產業、金融等更多領域的人才參與進來，利用量子通信在科學上的先發優勢，儘早確立我國在該領域的產業優勢。

來源：文匯報

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！