“墨子号”的成功发射,将使我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。
量子卫星的成功发射和在轨运行,将有助于我国在量子通信技术实用化整体水平上保持和扩大国际领先地位,实现国家信息安全和信息技术水平跨越式提升,有望推动我国科学家在量子科学前沿领域取得重大突破,对于推动我国空间科学卫星系列可持续发展具有重大意义。
墨子号量子卫星圆满实现预定的全部三大科学目标,为我国在未来继续引领世界量子通信技术发展和空间尺度量子物理基本问题检验前沿研究奠定了坚实的科学与技术基础。
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美国波士顿大学的量子物理学家亚历山大·谢尔吉延科说:“这个事确实很让人激动,因为它是首次开展此类试验,因此对全球都有重要意义。量子通信的竞赛自1995年欧洲科研人员在日内瓦湖底进行量子密钥分发的最初演示时就开始了。
在那以后,英国、美国、日本和中国等国家都在探索城市间的量子通信网络,而现在这场竞赛从地面进入了太空,因为卫星能连接相距遥远的不同都市。中国在发射量子卫星方面走在了前面。”
英国剑桥大学量子物理学教授阿德里安·肯特说:“我对中国发射量子卫星这事感到很兴奋。”他认为,这是为使用量子技术构建全球性安全通信网络迈出的“第一步”。
参考资料来源:百度百科—墨子号量子科学实验卫星
人民网—墨子号: 树起量子通信中国标杆
“墨子号”发射的意义如下:
1、圆满实现三大科学目标
“墨子号”量子卫星圆满实现预定的全部三大科学目标(星地高速量子密钥分发、实现地星量子隐形传态、在空间尺度上开展量子纠缠分发实验),为我国在未来继续引领世界量子通信技术发展和空间尺度量子物理基本问题检验前沿研究奠定了坚实的科学与技术基础。
2、开启全球量子通信时代
“墨子号”量子科学实验卫星取得的一系列科学实验成果,在获得国际上盛大赞誉与好评的同时,也开启了全球化量子通信时代之门。
3、 抢占量子科技创新制高点,实现“领跑者”的转变
“墨子号”开启了全球化量子通信、空间量子物理学和量子引力实验检验的大门,为中国在国际上抢占了量子科技创新制高点,成为了国际同行的标杆,实现了“领跑者”的转变。
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“墨子号”实现的三大目标的具体内容如下:
1、星地高速量子密钥分发
“墨子号”量子卫星与河北兴隆地面光学站建立了光链路,在1200公里通信距离上,星地量子密钥的传输效率比同等距离地面光纤信道高20个数量级(万亿亿倍)。
2、地星量子隐形传态是
量子隐形传态可利用量子纠缠将粒子的未知量子态精确传送到遥远地点,而不用传送粒子本身。“墨子号”量子隐形传态实验采用地面发射纠缠光子、天上接收的方式。
卫星过境时与海拔5100米的西藏阿里地面站建立光链路,地面光源每秒产生8000个量子隐形传态事例,向“墨子号”量子卫星发射纠缠光子,实验通信距离从500公里到1400公里,所有6个待传送态均以大于99.7%的置信度超越经典极限。
3、在空间尺度上开展量子纠缠分发实验
量子纠缠被爱因斯坦称之为“鬼魅般的超距作用”,也是量子力学最神奇的现象之一。由于量子纠缠非常脆弱,以往的量子纠缠分发实验只停留在百公里的距离。这种“鬼魅般的超距作用”在更远的距离上是否仍然存在?会不会受到引力等其他因素的影响?“墨子号”量子卫星在国际上首次在空间尺度上开展了量子纠缠分发实验。
参考资料来源:人民网—墨子号: 树起量子通信中国标杆
参考资料来源:人民网—“墨子号”量子卫星实现三大目标
首先,“墨子”在建立量子通信网络方面有巨大的价值,它的任务是星地高速量子密钥分发实验,进行广域量子密匙实验,以发展量子通信技术,构建广域乃至全球范围内绝对安全的量子通信网络体系。爱因斯坦曾经质疑量子力学理论的完备性,其中一个内容就是量子纠缠态,即在多粒子量子系统中,一对具有量子纠缠态的粒子,即使相隔极远,当其中一个状态改变时,另一个状态也会即刻发生相应改变。在量子通信技术应用里面来看这一特性,那就是量子通信将会拥有很高的保密性以及不可窃听性。这对金融、军事、政治等领域都将产生不可估量的价值。
其次,量子力学的发展是科学到技术前进的一大步。美国麻省理工学院物理学教授Vladan Vuletic的一段话能够很好的阐释:“我并不指望卫星实验能够教给我们任何我们尚不了解的量子力学和有关量子奇特性质的知识。然而,量子科学实验卫星项目却有着非常重大的意义,它将会把科学转变为技术:如果实验成功,它将有可能建立比经典物理学更强有力的地面系统与空间系统链接。然后,这种链接可以在实际上用于安全的信息交流。因此,爱因斯坦用来反对量子物理学的比喻,最终成了一种交流工具,这将是一个非常激动人心的进展。
最后,关于“量子”,量子卫星只是第一步,一小步,这将打开量子力学飞跃发展的开端。我国国务院印发的《十三五国家科技创新规划》已经把部署量子通信和量子计算列为国家重点科技项目。而纵观世界,也已经有很多国家把“量子”作为一项重要研究对象。集结了世界各国的关注,想必在不久的将来,“量子”这一科学理论将会被应用到社会的诸多方面。