北鬥舉世矚目,還知道我國量子衛星嗎?領跑全球卻被美國要求共享

2020-12-05 Smart科技白

2020年6月23日註定是載入中國航天史上裡程碑的一天,在當天9時43分,我國北鬥三號全球衛星導航系統最後一顆組網衛星成功發射,全球組網完美收官。

北鬥系統是我國自主建設、獨立運行的衛星導航系統,是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度定位、導航、授時服務的國家重要空間基礎設施。中國始終堅持自主建設、發展和運行北鬥系統,全面實現了關鍵器部件百分百國產化。

當中國北鬥在被全世界所矚目之時,其實中國的量子衛星一樣讓全世界震撼!

近期,一條消息引發了全世界的關注,那就是中國的墨子號量子通訊試驗衛星已經具備了實際通訊能力,這一成就讓全球都羨慕,那麼中國量子衛星到底有多厲害呢?不久前中國科學家首次公開了量子衛星的秘密,稱中國在這一領域內的領先地位無人可撼動,遠超西方國家,而對此美國表示請求分享技術,還稱:這樣的航天技術應該共享,顯然是眼紅不已卻又無可奈何。

「墨子號」是中國於2016年8月16日發射的一顆量子科學實驗衛星,這是世界上第一顆量子科學實驗衛星。墨子號升空時肩負著三大科學任務:星地間量子密鑰傳輸;千公裡級量子糾纏分發檢驗貝爾不等式;星地間量子隱形傳態。墨子號升空大約1年後這三大任務就已圓滿完成。

星地間量子密鑰傳輸

就像潘建偉教授說得:「通俗來講,量子密鑰分發,就好比一個人想要傳遞秘密給另外一個人,需要把存放秘密的箱子和一把鑰匙傳給接收方。接收方只有用這把鑰匙打開箱子,才能取到秘密。沒有這把鑰匙,別人無法打開箱子,而且一旦這把鑰匙被別人動過,傳送者會立刻發現,原有的鑰匙作廢,再給一把新的鑰匙,直到確保接收方本人拿到。」

千公裡級量子糾纏分發

量子糾纏被愛因斯坦稱之為「鬼魅般的超距作用」,它是兩個(或多個)粒子共同組成的量子狀態,無論粒子之間相隔多遠,測量其中一個粒子必然會影響其它粒子,這被稱為量子力學非定域性。量子糾纏所體現的非定域性是量子力學最神奇的現象之一。

我國科學家通過發射「墨子號」衛星,從太空將一對相互「糾纏」的量子「分發」到青海德令哈和雲南麗江兩個地面站,發現在兩個相距超過1203公裡的實驗站之間,量子的「糾纏效應」仍然有效,並通過數千對量子的實驗,檢驗了這一成果。

星地間量子隱形傳態

隱形傳態也稱隱態傳輸,這種操作方法的基本思路是:甲、乙處於兩個不同地方,甲試圖把手裡一個未知的粒子態傳給乙,在不直接傳這個粒子的情況下,他可通過兩人共享的一對糾纏粒子態的輔助來實現這一目的。甲只需對手頭兩個粒子進行某種特殊的量子測量,把測量結果打個電話告訴乙,乙對手頭的那個粒子(即共享的糾纏態粒子)進行相應操作後,這個粒子的狀態就恰好是甲需要傳給乙的那個粒子態。在這個過程中,並沒有真把粒子傳過去,而只相當於甲破壞了原先要傳輸的那個粒子的狀態,而在乙處重新生成了想要傳輸的狀態。

1997年實現的是單個光子的單個自由度的量子隱形傳態。2015年,才實現了單個光子的多個自由度的量子隱形傳態。「墨子號」最新的實驗不同的地方在於,實現了從地面到衛星的遠距離的量子隱形傳態。好比變魔術一般,實現了地星之間量子態的「瞬間傳輸」。

總之,量子通信衛星的實用化將開啟中國絕對保密通信的裡程碑,可以徹底杜絕間諜竊聽及破解,同樣是保障國家戰略安全的重要技術突破,值得我們驕傲。

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    首先,美國綜合實力,科技實力確實很強大,這點沒有人否認,但也不是美國在每個方面都是全球領先,也不是美國想要什麼就有什麼,更不是我國強大而美國不太強大的領域都是假的,甚至是不合理的。有些人總是在心裡有這種暗示:凡是我國在某領域厲害的領先全球的而不是美國領先全球的,就不合理,好像只有我國跟著美國的腳步才是正確的。這種思想與典型的「外國的月亮比中國圓」沒有多大區別,說白了也可以說是一種「奴化」思想!簡單說,為什麼我國就不能在某個科技領域領先全球呢?我們也不能一直落後不是嗎?
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    北鬥導航系統正式開始向全球提供服務,比預計的時間提前了。人們知道北鬥主要有四大功能,即短報文通信、精密授時、精確定位、系統容納戶數;八大用途,即個人位置服務、氣象應用、道路交通管理、鐵路智能交通、海運和水運、航空運輸、應急救援、指導放牧。全球目前運行的並且被聯合國認可的衛星導航系統只有三家,即美國的GPS、俄羅斯的格洛納斯和中國的北鬥。就精度來說,俄羅斯比美國的差一些,而中國一旦將量子技術運用在北鬥上,精度要超過美國。
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    他還指出,大學要著眼未來二三十年國家與企業發展的需要。儘管華為在美國的打壓下舉步維艱,可任正非這些話,並沒有單獨的偏向華為,而是透徹地指出國內晶片領域技術的薄弱。晶片製造難在光刻技術正如任正非所言,「華為有著全球最頂尖的晶片設計水平,可國內卻沒有相應的高端晶片製造工藝」,言語之中透露了對美國晶片禁令的無奈。
  • ​中國北鬥 服務全球——寫在我國完成北鬥全球衛星導航系統星座...
    9時43分,伴著山呼海嘯般的巨響,騰空而起的長徵火箭底部拖曳著耀眼的白色尾焰,託舉著北鬥三號最後一顆全球組網衛星飛向太空。約30分鐘後,衛星順利進入預定軌道,至此,我國提前半年完成北鬥全球衛星導航系統星座部署。
  • 幫美國「破解」我國北鬥衛星的清華才女,現況如何?
    北鬥衛星系統是我國自主研發的一套全球定位系統在北鬥衛星系統研發成功後,各國對我國北鬥衛星系統虎視眈眈,想要破解其中的技術。美國更是想要破解北鬥衛星加密系統。好用來探取更多情報,清華才女高杏欣就是抓住了這一點,在破解北鬥加密系統中的個序列之後,轉投美國,從而獲得了美國綠卡、獎金以及各種獎盃。甚至還獲得了美國授予的博士學位。
  • 我國量子衛星獲重大突破,北鬥將無所畏懼
    我國量子衛星獲重大突破,北鬥將無所畏懼我國的首顆墨子號量子衛星早在16年就已成功進入太空,隨即我國在量子通訊領域的探索也隨之拉開序幕。而就在2020年的今天,墨子號再度新的測試。據悉,這次測試項目的成功完成,表示我國在量子領域的通訊技術已經抵達了新的高度,就連一向以技術強國自詡的美國也表達了對這項技術的嚮往,而這項技術的成功,也將為我國的北鬥實現衛星抗幹擾的功能。
  • 中國北鬥 服務全球——寫在我國完成北鬥全球衛星導航系統星座部署...
    約30分鐘後,衛星順利進入預定軌道,至此,我國提前半年完成北鬥全球衛星導航系統星座部署。新華社記者 琚振華 攝之後,我國「863計劃」倡導者之一的陳芳允院士,創造性提出「雙星定位」建設方案,即:把地心視為一顆虛擬衛星,再發射兩顆地球同步衛星構成星座,實現對區域內地面目標的快速定位。不同於美國GPS的四星定位,「雙星定位」這一方案,能以最小的星座、最少的投入、最短的周期,實現我國衛星導航系統從無到有。
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  • 我國北鬥系統已經開啟,為何還用美國GPS?原因很無奈
    北鬥系統的誕生科技力量不斷的壯大,也帶領著中國走向了一條新的道路,落後的標籤已經被摘除了,十幾年的高速騰飛,造就了一個全新的中國,得益於中國在科技領域不斷的完成突破,我國在全球中的地位也已然被刷新了。然而讓人沒有想到的是,我國北鬥系統已經開啟了,那麼為何目前還用美國的GPS?對於這個問題,一直困擾著人們,然而知道原因之後很無奈。繼續使用美國GPS的原因確實中國的北鬥系統已經正式開啟了,但是畢竟是「初出茅廬」,相比美國的GPS來說,在一些方面還沒有那麼的完善。我國的北鬥系統還需要進一步的加強完善,在技術層面問題上, 或者在一個定位上,還需要不斷的打磨。
  • 一張「星網」耀太空 我國完成北鬥全球衛星導航系統星座部署
    約30分鐘後,衛星順利進入預定軌道,至此,我國提前半年完成北鬥全球衛星導航系統星座部署。  之後,我國「863計劃」倡導者之一的陳芳允院士,創造性提出「雙星定位」建設方案,即:把地心視為一顆虛擬衛星,再發射兩顆地球同步衛星構成星座,實現對區域內地面目標的快速定位。  不同於美國GPS的四星定位,「雙星定位」這一方案,能以最小的星座、最少的投入、最短的周期,實現我國衛星導航系統從無到有。  1994年,我國啟動北鬥一號工程。
  • 中國的北鬥衛星導航是否會超過美國的GPS?
    北鬥三號衛星發射的成功,象徵我國獨立自主的全球衛星導航系統全面建成,是繼美國GPS、歐洲「伽利略(Galileo)」、俄羅斯的「格洛納斯(GLONASS)」三大導航巨頭之後的新起之秀。北鬥將為全球帶來全天候、全天時、高精度的導航與授時服務。北鬥的全球覆蓋率高達94%,民用定位精確度在10米以內,測速精度在0.2米/秒,能一次性傳送120個中文短報文,在某些功能上已經超越美國的GPS。
  • 北鬥實現了「中國精度」!有了北鬥,中國可以不用GPS嗎?
    美國的GPS起步於70年代,經過多年發展、尤其商業運作以後,已經走入人們日常生活中,GPS與我們的生活息息相關。沒有GPS,手機不能導航,微信不能共享位置,各種地圖都不能使用,國家的電網也不再穩定。從上世紀80年代提出設想,北鬥衛星導航系統於1994年啟動建設。北鬥系統是我國迄今為止規模最大、覆蓋範圍最廣、性能要求最高的巨型複雜航天系統。經過26年艱苦卓絕的建設,我國也終於有了自主研發的定位導航系統。
  • 中國北鬥全球夢圓——寫在北鬥三號全球衛星導航系統全面建成之際
    萬眾一心彰顯制度優勢2000年,北鬥一號構建起兼具定位授時和短報文通信服務的雙星定位系統,使我國成為繼美國、俄羅斯之後世界上第三個具有衛星導航系統的國家。2017年11月,北鬥三號系統首組雙星發射;2020年6月,北鬥全球組網成功,僅僅不到3年時間便完成星座部署。這次,中國不僅兌現了承諾,還比原定計劃提前了半年。
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    我國的北鬥衛星相信大家都經常聽說,從2000年開始,我國就開始了對北鬥的研究,立志在世界範圍內構造出一個衛星系統造福全球。現在隨著研究越做越大,北鬥系統於今年六月已經發射了55顆人造衛星,中國的北鬥用二十年的時間走出了一條「自主、獨立、兼容、開放」的發展道路。
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    主要目的就是為了組建陸海空三軍新型衛星定位系統,同時也是為了搜集情報。因此美國斥資300億美元,經過數十年的摸索最終在1994年完成所有部署,但僅僅發射24顆衛星便解決所有問題。因此這也是全球第一款衛星定位系統。此外隨著美國戰略部署不斷實施,讓全球國家意識到,如果繼續使用GPS,那麼此後極有可能會面臨被切斷服務的情況。