“墨子号”量子卫星：让量子通信不再遥远

2017年1月18日，我国发射的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”圆满完成了为期4个月的在轨测试任务，正式交付用户单位使用。

2016年11月26日，“墨子号”量子科学实验卫星与兴隆量子通信地面站建立天地链路。（金立旺/新华社）

“墨子号”量子卫星的成功发射及测试，在国内外都引起了不小的轰动。据中国经济网报道，在《科学美国人》评选的中，“墨子号”量子卫星作为唯一诞生于美国本土之外的创新技术入选2016年度“改变世界的十大创新技术”；2016年底，“墨子号”量子卫星和人类首次探测到引力波等重大成果共同入选英国《自然》杂志年度国际重大科学事件。那么，“墨子号”量子卫星到底是什么？为什么世人给予它这么高的评价？

“墨子号”是什么？

墨子是古代光学研究的先驱，发现了小孔成像等一些基本的光学现象。然而，以墨子命名的“墨子号”量子卫星又是什么？

据新华社报道，“墨子号”量子卫星于2016年8月16日发射升空，是由我国自主研制的世界上首颗空间量子科学实验卫星，也是中科院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一。此外，据《文汇报》报道，“墨子号”只是量子科学实验卫星，用于探索量子通信卫星的可行性，发射成功只是个开始。简单来说，“墨子号”只是用来实现量子通信的工具。

什么是量子通信？

“墨子号”作为量子科学实验卫星，其作用在于探索量子通信卫星的可行性。那么什么是量子通信呢？

据《科技日报》介绍，量子通信技术旨在利用量子态实现信息的编码、传输、处理和解码，特别是利用量子态（单光子态和纠缠态）实现量子密钥的分配。在众多通信的方式中，量子通信技术被称为“史上最难破译”加密技术。量子通信最大的优越性就在于保密，只要有消费者认为自己的信息值得高度保密，量子通信就不乏潜在的用户。目前，已经有政府和金融单位在试用量子通信产品。

据《经济日报》介绍，量子通信的安全性基于量子物理的基本原理。作为光的最小粒子，每个光量子在传输信息的时候具有不可分割和不可被精确复制两大特性，如果存在窃听，就一定会被信息发送者察觉并规避，所以量子通信保证了信息的安全。

“墨子号”的4个月在做什么？

“墨子号”量子卫星花费4个月去完成测试任务，那么，它到底在测试什么？测试的最终结果又如何？

据中国新闻网介绍，在过去的四个月里，“墨子号”量子卫星完成了三大测试，即在卫星在轨测试阶段全面完成了卫星平台测试、有效载荷自测试和天地一体化链路测试，卫星平台和有效载荷工作一切正常，确认“墨子号”能够满足空间量子科学实验的要求。（乔亚玲）

本文由中科院物理所副研究员罗会仟进行科学性把关。