中國(guó)量子衛(wèi)星重大突破:這一次,中國(guó)站在世界最前沿

作者:祁浩凡 ? ?班級(jí):1402019 ? ?學(xué)號(hào):14020199029

嵌牛導(dǎo)讀】2016年8月16日01時(shí)40分,中國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭成功將全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星(簡(jiǎn)稱量子衛(wèi)星)發(fā)射升空。英媒稱,中國(guó)發(fā)射的量子通訊衛(wèi)星已經(jīng)開啟了世界量子太空競(jìng)賽,在理論上這種利用量子科學(xué)原理的新型衛(wèi)星能夠提供無法被破解的保密通訊頻道。

嵌牛鼻子】衛(wèi)星 量子力學(xué)

嵌牛提問】中國(guó)量子衛(wèi)星有什么重大意義?

嵌牛正文

? ? ? ? 就像是一個(gè)隱喻,來自中國(guó)的“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星從太空發(fā)出兩道紅色的光,看上去像極了漢字里大寫的“人”字,這幅景象被當(dāng)作“封面”,刊印在6月17日的美國(guó)知名學(xué)術(shù)期刊雜志《科學(xué)》上。這一次中國(guó)科學(xué)站到了世界面前,而且是挺直腰桿,站在了最前沿。

? ? ? ? 6月16日,中國(guó)量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星首席科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)副校長(zhǎng)潘建偉院士在媒體的閃光燈下宣布:中國(guó)率先實(shí)現(xiàn)了“千公里級(jí)”的星地雙向量子糾纏分發(fā),打破了此前國(guó)際上保持多年的“百公里級(jí)”紀(jì)錄,回答了愛因斯坦關(guān)于量子力學(xué)的“百年之問”。

中國(guó)量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”

? ? ? ? 試驗(yàn)衛(wèi)星“墨子”攜帶精密的光學(xué)設(shè)備,繞地球運(yùn)行,并且向兩個(gè)距離1200公里的、建立在山頂?shù)牡孛嬲景l(fā)射信號(hào)。報(bào)道稱,衛(wèi)星上的光學(xué)設(shè)備的用途是向地面站發(fā)送光的粒子或光子,其中加入“密匙”傳送加密信息。潘建偉院士說,中國(guó)已經(jīng)開啟了世界量子太空競(jìng)賽。

? ? ? ? 量子保密技術(shù)在很多方面應(yīng)該類似于現(xiàn)有的加密的網(wǎng)絡(luò)金融數(shù)據(jù)技術(shù)。報(bào)道稱,在客戶和網(wǎng)店分享敏感信息前,雙方要交換復(fù)雜的數(shù)字,以此把隨后發(fā)送的信息字碼打亂。信息里面還包含了能夠安全破解信息的密匙。但是數(shù)字本身的弱點(diǎn)是它能夠被截獲,在擁有足夠計(jì)算能力的情況下,這些數(shù)字能夠被破譯。但是量子加密十分超前,因?yàn)樗軌蚶昧孔涌茖W(xué)隱藏密匙。在太空真空中,因?yàn)闆]有原子,至少原子數(shù)量微乎其微,因此量子信號(hào)受到的干擾很少。這就是為什么中國(guó)的“墨子”衛(wèi)星測(cè)試具有重要意義的原因,這種測(cè)試已經(jīng)證明了在太空建立的網(wǎng)絡(luò)是可行的。

? ? ? ? 但實(shí)際操作上實(shí)現(xiàn)上述構(gòu)想并不容易。衛(wèi)星每天,或每晚,只有在不到5分鐘時(shí)間里穿越中國(guó)上空的500公里距離,因?yàn)樘?yáng)強(qiáng)光會(huì)輕易淹沒量子信號(hào)?!澳印碧?hào)衛(wèi)星的精密光學(xué)設(shè)備產(chǎn)生至關(guān)重要的光子對(duì),并向建在中國(guó)高山上的望遠(yuǎn)鏡發(fā)射。

“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星與興隆量子通信地面站建立天地鏈路

? ? ? ? 贊譽(yù)、解讀、報(bào)道紛至沓來

? ? ? ? 《科學(xué)》雜志審稿人稱該成果是“兼具潛在實(shí)際現(xiàn)實(shí)應(yīng)用和基礎(chǔ)科學(xué)研究重要性的重大技術(shù)突破”,并斷言“毫無疑問將在學(xué)術(shù)界和廣大的社會(huì)公眾中產(chǎn)生非常巨大影響”。

? ? ? ? 美國(guó)波士頓大學(xué)量子技術(shù)專家謝爾吉延科評(píng)價(jià):這是一個(gè)英雄史詩(shī)般的實(shí)驗(yàn),中國(guó)研究人員的技巧、堅(jiān)持和對(duì)科學(xué)的奉獻(xiàn)應(yīng)該得到最高的贊美與承認(rèn)。

? ? ? ? 英國(guó)《自然》雜志在報(bào)道潘建偉團(tuán)隊(duì)量子通信研究成果時(shí)提到:這標(biāo)志著中國(guó)在量子通信領(lǐng)域的崛起,從10年前不起眼的國(guó)家發(fā)展為現(xiàn)在的世界勁旅,將領(lǐng)先于歐洲和北美。

? ? ? ? 數(shù)學(xué)家阿圖爾·??颂匾脖恢袊?guó)的試驗(yàn)觸動(dòng),他在發(fā)給BBC的電郵中說,“中國(guó)的試驗(yàn)是很了不起的科技成就?!卑?颂厣鲜兰o(jì)90年代在牛津大學(xué)學(xué)習(xí)量子信息的時(shí)候就建議用配對(duì)光子加密的方法。他解嘲地說:“當(dāng)時(shí)我建議過這種計(jì)劃,但我沒有想到這個(gè)計(jì)劃被提到如此的高度?!?br>

? ? ? ? 如今,以量子衛(wèi)星最新實(shí)驗(yàn)為代表的成果,讓中國(guó)再次挺進(jìn)量子研究世界版圖的中心,屬于中國(guó)的量子時(shí)間似乎正在到來。

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