中国成功发射世界首例量子卫星,恭喜中国!
“5,4,3,2,1,点火!”北京时间2016年8月16日凌晨1时40分,中国酒泉卫星发射中心长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”圆满发射成功。它是全世界首颗量子科学实验卫星,完全是中国造。比美国,欧洲都早一步,这是历史性的一刻!
量子科技到底是什么?
量子科技虽然听起来“高大上”,可实际上很“接地气”。在人们的周围随处可见直接或间接运用量子理论的技术和装置。
从常见的CD唱片机到庞大的现代光纤,通信系统、从无水涂料到激光、从医院的磁共振成像仪到隧道扫描显微镜……量子技术已经渗透到人们的很多生活中。
“墨子号”就拥有一项独步天下的本领:量子通信!量子通信的最大特点是所有的数据和信号传输都绝对保密,再也不必担心信息被窃取,这是一项惠及千家万户的科学技术。这是其一。
量子科技的进步还将带来计算能力的飞跃。我国量子卫星首席科学家潘建伟介绍,利用万亿次现有的计算机分解300位的大数需要15万年,而利用万亿次量子计算机,只需要1秒。这是其二。
这意味着,以后我们的通信消息可以瞬间到达。这是全球目前所有国家都做不到的,也是美国,欧洲各国拼命研究,砸巨资研究的最重要原因!
墨子号卫星到底有多牛?
绝技一:不可复制性!
以往被认为最安全的信息传递方式是光纤通讯。光缆能把所有的光能限制在光纤里,外面得不到能量,所以这个传输被认为是安全的,但随着科技发展,只需让光缆泄露哪怕很少一部分能量,就能够窃听光缆传递的信号。“棱镜门”等事件的曝光便是最好的例证。
而量子通信则完全不会出现这个问题,这是因为其密钥具有不可复制性和绝对安全性。一旦有人窃取密钥,整个通信信息就会“自毁”并告知使用者。根本无法窃听!
换句话说,量子卫星技术普及使用后,以后我们所发送的每一封信,每一条消息都将是只有天知地知,你知我知的秘密,黑客再也无法盗取。这也将意味着我国有望建成全球最大范围的量子通信网络。成为全球最大,最安全的通信帝国!这又是历史性的一刻!
绝技二:让信息跨时空穿越
孙悟空翻筋斗云,一瞬间跨越十万八千里,电影《星际穿越》里,物体可以从此处消失,彼处出现,这些场景虽然匪夷所思,使用量子技术就能够实现。因为在量子理论对世界的描述中,一个物体可以同时处于多个位置,粒子也可以无阻碍似地穿过障碍物。达到无视障碍物,瞬间移动!你现在知道有多牛了么?
8月16日发射的量子卫星“墨子号”是空间科学战略性先导专项的科学卫星之一。我国量子科学实验卫星项目首席科学家潘建伟说“墨子号”的科学目标:一是进行星地高速量子密钥分发实验,并在此基础上进行广域量子密钥网络实验,以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破;二是在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验,开展空间尺度量子力学完备性检验的实验研究。
“墨子号”就像一个太空信使,作为地面上两个实验站的中介,构建一个区域通信网络,海量信息在这个网络间穿梭如影,全天时无缝的传播。
绝技三:超高难度的收发技术
量子卫星上天后,它会将经过编码的、甚至是纠缠的光子发射到地面上,每秒要发射一亿个光子,与之对接的地面系统则负责接收光子并进行解码,完成通信过程。
这一接一收看似简单,却绝对不是一件容易的事情。据量子卫星首席科学家潘建伟介绍,量子科学实验卫星在飞行的过程中,携带的两个激光器要分别瞄准两个地面站,向左向右同时传输量子密钥。这就要求在飞行的过程中必须始终保证精确对准,跟踪要达到相当高的精度,“就相当于人坐在万米高空的飞机上,往下扔连续硬币,每一个都要准确丢到储蓄罐狭小的投币口,而储蓄罐还在慢慢旋转。”量子科学实验卫星工程常务副总师兼卫星总指挥王建宇说。
这种星地间“针尖对麦芒”的通信不但对卫星的对准和偏正提出高要求,还要求地面探测有极高的灵敏度。“光子是光里最小的单位,要探测到每个光子,就像在地球上,要看到月球上划亮的一根火柴。”王建宇说。
尽管困难重重,但是经过不懈努力,我国自主研发的量子卫星突破了一系列高新技术,更多内容在这里就不再详细过份的分析了,要保密的。
最近十几年不管是美国,还是欧洲,目前都在砸巨资,耗费无数科学家在研究量子技术;在全球的量子通信竞赛中,我国虽然并不是起步最早的,但是目前我国在量子通信领域已经实现“弯道超车”,并成为首个将量子科学实验送入太空的国家。“现在意大利、德国、加拿大等国家都纷纷主动前来要跟我们合作。”国家首席量子科学家潘建伟说。
骄傲的美国人或许做梦也想不到,他们研究了十几年的技术,竟然被我们反超了,我国率先发射了全球第一例量子卫星。
这一刻,我们只想说谢谢,谢谢那些默默辛苦付出的科学家,向你们致敬,谢谢你们!
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