“墨子號”：夜空中最亮的“星”
 

量子衛(wèi)星的成功發(fā)射和在軌運行,，將有助于我國在量子通信技術(shù)實用化整體水平上保持和擴(kuò)大國際領(lǐng)先地位，實現(xiàn)國家信息安全和信息技術(shù)水平跨越式提升,，有望推動我國科學(xué)家在量子科學(xué)前沿領(lǐng)域取得重大突破,，對于推動我國空間科學(xué)衛(wèi)星系列可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

文/于淼

8月16日1時40分,，備受矚目的以“墨子號”命名的全球首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空,。一顆以中國古代科學(xué)家墨子命名的墨子號量子衛(wèi)星成為浩瀚夜空中最亮的星，開啟為期2年的太空科學(xué)旅程，一時間引發(fā)各界極大關(guān)注,。

業(yè)內(nèi)人士指出,，此次發(fā)射任務(wù)的圓滿成功，將使我國在世界上首次實現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信,，構(gòu)建天地一體化的量子保密通信與科學(xué)實驗體系,。

有媒體也稱，在這場“特殊的太空競賽”中,，中國“邁出了一大步”,。

由此看來，首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星成功發(fā)射對于我國在國際領(lǐng)域乃至科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展都無疑是一個好消息,。那么,，如此偉大的“量子”究竟是什么？

“它是微觀世界里一個不可分割的基本個體,。比如光,，就是由大量光量子組成的?！比珖f(xié)委員,、中科院院士、量子科學(xué)實驗衛(wèi)星工程首席科學(xué)家潘建偉表示,。

而所謂量子通信是指利用量子糾纏效應(yīng)進(jìn)行信息傳遞的一種新型通訊方式,。量子糾纏是一種量子力學(xué)現(xiàn)象。原理在于兩個粒子經(jīng)過耦合之后,，單獨攪擾其中一個,，另外一個粒子無論多遠(yuǎn)的距離其性質(zhì)都不可避免地受到影響。例如：人們可以制造一對糾纏的粒子,，一個放北京,，一個放上海，當(dāng)上海粒子一動,，北京粒子立刻就接收到信息,。

量子科學(xué)實驗衛(wèi)星的發(fā)射，表明中國正從經(jīng)典信息技術(shù)的跟隨者,，轉(zhuǎn)變成未來信息技術(shù)的并跑者乃至領(lǐng)跑者,。“我希望它盡快走進(jìn)每個人的生活,，就像計算機(jī)曾經(jīng)做到的一樣,，改變世界?！迸私▊フf,。

應(yīng)用廣泛

科學(xué)之路任重道遠(yuǎn),，量子世界迷霧重重，探索十分不易,。但這似乎并不能夠阻擋科學(xué)家們致力于研究量子科學(xué)實驗衛(wèi)星的決心,。

據(jù)了解，量子衛(wèi)星2011年12月立項,，是中科院空間科學(xué)先導(dǎo)專項首批科學(xué)實驗衛(wèi)星之一,。其主要科學(xué)目標(biāo)一是進(jìn)行星地高速量子密鑰分發(fā)實驗，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行廣域量子密鑰網(wǎng)絡(luò)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(jìn)行量子糾纏分發(fā)和量子隱形傳態(tài)實驗，在空間尺度驗證量子力學(xué)理論,。

“量子衛(wèi)星的成功發(fā)射和在軌運行,，將有助于我國在量子通信技術(shù)實用化整體水平上保持和擴(kuò)大國際領(lǐng)先地位，實現(xiàn)國家信息安全和信息技術(shù)水平跨越式提升,，有望推動我國科學(xué)家在量子科學(xué)前沿領(lǐng)域取得重大突破,，對于推動我國空間科學(xué)衛(wèi)星系列可持續(xù)發(fā)展具有重大意義?！眮碜灾锌圃旱南⒎Q,。

需要關(guān)注的是，“量子通信是迄今為止唯一被嚴(yán)格證明為無條件安全的通信方式,。量子不可分割,、不可克隆，所以能保證加密內(nèi)容不被破譯,，可以從根本上保障信息安全,、保護(hù)全人類的隱私?！迸私▊ケ硎?，理論上絕對安全的通信一旦實現(xiàn)，政府和銀行,，乃至全社會都將獲益,。

業(yè)內(nèi)人士指出，相信到那個時候,，因為一把“量子鎖”,通信將更加安全,。我們的生活再也不會因為各種泄密而苦惱,而且一定會因為量子通信而變得更加方便便捷,。

據(jù)悉,，量子通信行業(yè)前景廣闊，未來市場預(yù)計超過1000億元人民幣,。量子通信具有強(qiáng)大的生命力,，能夠提供安全的文本通信,、文件傳輸和實時語音等功能，它的用戶涵蓋政府機(jī)關(guān),、軍工企業(yè),、醫(yī)療機(jī)構(gòu)、金融單位,、研究院所等,。

據(jù)業(yè)內(nèi)專家估算，量子通信可應(yīng)用于專網(wǎng),、公眾網(wǎng),、云安全等特殊應(yīng)用領(lǐng)域，未來5年左右量子通信市場規(guī)模預(yù)計在100億左右,，最終規(guī)模將在1000億以上,。

國外同行欲求合作

“在目前歐美各大研究機(jī)構(gòu)和研究者看來，此次中國發(fā)射全球首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星開啟了空間科學(xué)研究的全新領(lǐng)域,，也為中國空間科學(xué)技術(shù)領(lǐng)先注入強(qiáng)大力量,。”中研普華研究員王駿說,。從量子衛(wèi)星的研制,、地面接收到衛(wèi)星發(fā)射這一系列系統(tǒng)工程，中國的決策速度令人驚嘆,。

中國成功發(fā)射全球首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星后,，多名外國科學(xué)家對于這個項目接納奧地利科學(xué)家參加表示贊賞，希望以此進(jìn)一步帶動國際合作,。英國劍橋大學(xué)量子物理學(xué)教授阿德里安·肯特對媒體表示,，科學(xué)是無邊界的，中國和奧地利科學(xué)家合作的這個量子衛(wèi)星項目正是讓人興奮的明證,。

尤為一提的是,，美國加州理工學(xué)院量子物理學(xué)專家斯皮里東·米哈拉基斯在接受媒體采訪時說，此次中國與奧地利的合作是一個良好案例,，說明國家間的合作可帶來影響深遠(yuǎn)的成果,，“我希望更多國家能參與到相關(guān)研究中，創(chuàng)建一個量子技術(shù)更普及的世界”,。

據(jù)了解,，英國斯特拉思克萊德大學(xué)正與新加坡國立大學(xué)合作，推動在小型衛(wèi)星上開展量子實驗的項目,。參與這個項目的研究人員胡坤利說：“我非常歡迎這種國際合作,，特別是對如此重要的科學(xué)項目。量子技術(shù)的發(fā)展有賴于國際上多方合作,，目前一些國家在這個領(lǐng)域的不同細(xì)分項目中都有各自優(yōu)勢,，如果能結(jié)合各方力量,，將有助于我們更快、更全面地實現(xiàn)量子技術(shù)的潛力,?！?/p>

胡坤利提到，中國量子衛(wèi)星的成功發(fā)射和運行展示了量子通信衛(wèi)星的可行性,，這將降低相關(guān)技術(shù)開發(fā)風(fēng)險,，而這些風(fēng)險往往讓許多手握資金的機(jī)構(gòu)對前沿技術(shù)望而卻步，“我希望中國衛(wèi)星的發(fā)射成功能夠吸引更多人關(guān)注空間量子技術(shù)”,。

筆者通過梳理發(fā)現(xiàn),，參與中國量子衛(wèi)星項目的奧地利著名量子科學(xué)家安東·蔡林格在接受英國《自然》雜志采訪時也表示，中國衛(wèi)星會帶動全球相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展,，因為如果中國團(tuán)隊取得成功,，那么其他團(tuán)隊將更容易獲得對量子衛(wèi)星的資助。

可見,，我國的量子衛(wèi)星在國際上備受青睞,，為世界科技界所矚目。國外同行紛紛望眼欲穿,，尋求合作,。相信在不久的將來，凝聚中國智慧的“墨子號”將加密世界,，造福人類,！

15年后或走進(jìn)中國百姓家

在激烈的全球競爭中，“第一顆量子衛(wèi)星”的頭銜確實來之不易,。

潘建偉表示,，墨子號發(fā)射后，如果效果達(dá)到預(yù)期,，下一步還計劃發(fā)射墨子二號,、墨子三號等，形成“量子星群”,。量子通信估計還需10至15年才能進(jìn)入百姓生活,，屆時網(wǎng)上銀行、手機(jī)支付,、信用卡等就再也不怕被盜號和泄密了,。

據(jù)了解，中國還將陸續(xù)發(fā)射多顆量子衛(wèi)星,，力爭在2030年前后率先建成全球化的廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò),。

潘建偉說，如果經(jīng)過5年努力，可以得到量子衛(wèi)星“星座”,。像北斗一樣，很多顆量子衛(wèi)星在空中,，將改變我們在信息安全上非常被動的局面,。

“目前，全球量子信息研究較為領(lǐng)先的國家主要還是集中在歐美大國,，此次我國發(fā)射的量子衛(wèi)星,，是繼續(xù)保持并擴(kuò)大技術(shù)優(yōu)勢，因此,，從短時間看全球的量子信息研究格局會有較大改變,，未來幾年我國量子信息技術(shù)研究有望通過首顆量子衛(wèi)星的發(fā)展而領(lǐng)跑世界?！敝醒衅杖A研究員王駿對筆者表示,。
 

中國產(chǎn)經(jīng)新聞2016年8月20日http://news.idoican.com.cn/zgcjxwb/html/2016-08/20/content_5710495.htm?div=-1