探秘「墨子號」:世界首顆量子科學實驗衛星(圖)

　　本月中下旬，浩瀚的宇宙空間可望增添一顆新的衛星——「墨子號」量子科學實驗衛星，這是我國也是世界首顆量子科學實驗衛星。記者從中國科學技術大學獲悉，我國首顆量子科學實驗衛星將於近日擇機發射升空，目前這顆衛星發射前的各項準備工作已基本完成。如果該衛星運行成功，我國將成為世界上首次實現衛星和地面之間量子通信的國家。

　　絕對安全的星地通信

　　小小量子，神秘莫測；天地通信，魅力無窮。日前，我國即將發射的全球首顆量子科學實驗衛星被正式命名為「墨子號」。中科院院士、中科大教授、量子衛星首席科學家潘建偉表示，墨子最早提出光線沿直線傳播，設計了小孔成像實驗，奠定了光通信、量子通信的基礎。以中國古代偉大科學家的名字命名量子衛星，將提升我們的文化自信。

　　隨著「墨子號」升空和京滬量子通信保密幹線建成，我國將在世界上率先實現全球化的量子保密通信，一星一地將開啟對量子世界從未有過的探索。 《自然》雜誌曾經評論說：「在量子通信領域，中國用了不到十年的時間，從一個不起眼的國家發展成為現在的世界勁旅。 」以中科大為代表的量子通信研究團隊，使得我國從起初的跟蹤、並行，到如今的領跑量子世界。

　　量子通信最突出的特點，是其「保密」功能，被稱為絕對安全的保密通信。 「從原理上來說，量子通信是無條件安全的通信方式。 」潘建偉表示，由於量子具有不可分割、狀態不可克隆的特性，將其作為信息載體就可以實現抵禦任何竊聽的密鑰分發，進而保證傳輸內容的絕對安全。 「古人在信封上用火漆封口，一旦信件被中途拆開，就會留下洩密的痕跡。 」潘建偉透露，量子密鑰在量子通信中的作用比火漆更徹底，因為一旦有人試圖打開「信件」，量子密鑰會讓「信件」自毀，並讓使用者知曉。 量子有很多奇特的特性。比如，與目前只有「0」和「1」兩個狀態的數字比特相比，量子比特可以處於這兩種狀態的相干疊加態，這就意味著一個量子比特可以攜帶更大量的信息。但其保密特性與量子的測不準原理息息相關。科學研究表明，量子是不可分的最小能量單位，能量或物質細小到一定限度，就無法被準確測量，因為測量意味著幹涉。理論上完美到極致的顯微鏡，對於一個量子級別的粒子也束手無策，因為一「碰」就毀壞了粒子的待測狀態。依據量子力學的這些原理，任何竊聽者在信息傳輸過程中截取或測量，都會改變它們的狀態，從而被實時發現。