中国成功发射世界首颗量子卫星“墨子号”

北京时间2016年8月16日01时40分，中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星发射升空。

作为中科院空间科学战略性先导专项首批科学卫星之一，量子科学实验卫星将在国际首次开展星地高速量子密钥分发、空间尺度的量子隐形传态等多项实验。

世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射现场（图源：新华社）

据中科院消息，该颗量子科学实验卫星被命名为“墨子号”。“关于这颗卫星的命名，我们考虑了好久。”量子科学实验卫星首席科学家潘建伟院士说，最终命名为墨子，缘起于已故著名教育家、中国科学技术大学老教授钱临照。据悉，钱临照早年对墨家经典著作《墨经》有过深入研究，发现其中有不少与现代科学知识相通的记载，比如墨子在《墨经》中提出的“光学八条”。

世界首颗量子卫星“墨子号”（图源：新华社发 中科院微小卫星创新研究院供图）

“墨家逻辑是全球三大古老逻辑体系之一，而逻辑体系是科学的基础。”潘建伟说，墨子在两千多年前就发现了光线沿直线传播，并设计了小孔成像实验，奠定了光通信、量子通信的基础。“就像国外有伽利略卫星、开普勒望远镜一样，以中国古代伟大科学先贤的名字来命名全球首颗量子卫星，将提升我国的文化自信。”他说。

中国成功研制世界首颗量子卫星“墨子号”（图源：新华社发 中科院微小卫星创新研究院供图）

英媒称，中国发射世界首颗“量子卫星”，将有助于建立一个极其安全的全球通信网络。英国《每日邮报》网站8月3日报道称，这个重达1,300磅（约合590千克）的航天器中，含有一块能够产生纠缠光子对的晶体，这些光子对将被发射到中国和奥地利的地面卫星接收站中，从而形成一个“密钥”。

什么是量子？（图源：新华社）

据《自然》杂志报道，如果这一为期两年的研究任务的初期实验能够获得成功，那么可能很快就会再发射多颗卫星。中国研究人员正在努力证明粒子即使相距极远——该研究的实验距离约为750英里（约合1,200公里）——也能保持纠缠。

此前为证明量子通信所做的研究显示，这一距离最长为超过180英里。现在科学家们希望，太空中的光子传播能够将这一距离变得更长。《自然》杂志解释道，通过空气和光纤时，光子会被分散或吸收，这给脆弱的量子态的保持带来了挑战，但光子在太空中的传播却更平顺。

酒泉卫星发射中心，星罩组合体吊装与运载火箭对接（图源：新华社发 中科院微小卫星创新研究院供图）

报道称，实现此等距离的量子通信将使建立安全的全球通信网络成为可能，通信双方能够使用一个共享的密钥进行交流。在量子物理学中，纠缠粒子即使相隔极远，也会保持相互连接。因此，其中一个粒子的动作会影响另一个粒子的行为。如果某个人试图在一端窃听，那么另一端就能检测到这种通信干扰。

报道称，该研究任务为期两年。在此期间，中国研究人员将进行贝尔测试，以证明在这样一种超远距离下，纠缠依然存在。此外，据英国《自然》周刊报道，中国人还将尝试“隐形传送”量子态，即在一个新位置重建某个光子的量子态。

酒泉卫星发射中心，星罩组合体正在转运至发射塔架（图源：新华社发 中科院微小卫星创新研究院供图）

加拿大、日本、意大利和新加坡的研究人员也透露了在太空中进行量子实验的计划，包括建议在国际空间站进行的一个实验。中国的这项实验将尝试创造出一种高效可靠的量子隐形传态方法。研究人员表示，实现了量子隐形传态后，便能制造出一种分辨率极高的望远镜。

这个中国航天器的首项任务便是将光子对发射到北京和维也纳的地面接收站中，从而形成密钥。但是，随着研究工作的进行，这颗卫星可能很快便会迎来其他卫星的加入。中国科学技术大学物理学家陆朝阳表示：“如果首颗卫星表现不错，中国肯定会发射更多。”据悉，若要创建一个连接全世界的通信网络，大约需要部署20颗此类卫星。