中國科學(xué)院10月12日上午舉行新聞發(fā)布會，介紹量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”8月16日發(fā)射以來，已開展的部分測試及科學(xué)實驗情況。

量子衛(wèi)星首席科學(xué)家潘建偉院士介紹，量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射以來，量子科學(xué)實驗衛(wèi)星任務(wù)計劃包括三個部分：發(fā)射入軌、在軌測試、開展實驗。之前完成的是發(fā)射入軌的任務(wù)，目前正在開展在軌測試，為期約三個月。包括三個方面的測試，衛(wèi)星平臺測試、有效載荷測試、星地鏈路測試。

我國于8月16日1時40分左右成功發(fā)射了世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子號”，它是人類歷史上第一顆用于量子通信研究的量子科學(xué)實驗衛(wèi)星。該衛(wèi)星由中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)和中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所共同研制，經(jīng)過前期準備，于2012年正式立項，并歷時多年研制成功。

該衛(wèi)星將配合多個地面站實施星地量子密鑰分發(fā)、星地量子糾纏分發(fā)和地星量子遠程傳態(tài)等量子通信領(lǐng)域的實驗。中科院量子信息與量子科技前沿卓越創(chuàng)新中心、中國科技大學(xué)上海研究院副研究員張文卓告訴《第一財經(jīng)日報》記者：“接下來量子號會積累大量實驗數(shù)據(jù)，驗證衛(wèi)星量子通信的可行性和遠距離量子糾纏的存在?！?/span>

據(jù)潘建偉介紹，目前衛(wèi)星已經(jīng)完成衛(wèi)星平臺測試的情況，能源監(jiān)控方面，電池組狀態(tài)正常，太陽帆板供電正常，充電、放電功能正常。遙控指令與數(shù)據(jù)注入遙控成功率100%。

同時姿態(tài)控制完成了速率阻尼模式、太陽捕獲模式、帆板展開模式以及對慣性定向模式測試，衛(wèi)星姿控系統(tǒng)運行正常，性能穩(wěn)定。數(shù)傳通信方面，重要遙測量穩(wěn)定，符合預(yù)期。熱控分系統(tǒng)加熱回路工作正常，滿足要求。星務(wù)管理方面，星務(wù)計算機狀態(tài)正常，星務(wù)軟件運行正常。

潘建偉對《第一財經(jīng)日報》記者表示，衛(wèi)星已經(jīng)完成測試，有效載荷各單機開機檢查，狀態(tài)均正常;完成載荷內(nèi)部光軸自校正測試，光軸匹配精度滿足任務(wù)要求;完成載荷單光子探測專項測試，單光子探測器暗計數(shù)指標符合預(yù)期;完成對所有地面站的跟瞄，穩(wěn)定性良好，跟蹤精度滿足要求。在天氣條件滿足跟瞄要求的條件下，對站跟瞄均成功;糾纏源工作正常，光源亮度等指標滿足任務(wù)要求;載荷指令注入、遙測下傳以及科學(xué)數(shù)據(jù)下傳均正常。

此外，星地鏈路的測試目前正處于參數(shù)調(diào)整，尋找最佳工作點以及積累有效數(shù)據(jù)的過程中。在這之后還將完成三項科學(xué)任務(wù)，高速星地量子密鑰分發(fā)，星地量子糾纏分發(fā)，實現(xiàn)大尺度量子非定域性檢驗，星地量子隱形傳態(tài)。

中國的目標是，力爭到2030年左右率先建成全球化的廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)，并在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建信息充分安全的“量子互聯(lián)網(wǎng)”。

張文卓對《第一財經(jīng)日報》記者表示，量子通信衛(wèi)星是在不同的空間使用同一個系統(tǒng)的工作原理，利用高速相干激光將兩個不同大洲的基站進行連接。如果此次發(fā)射的中國量子通信衛(wèi)星實驗成功，那么“墨子號”將是人類歷史上的首創(chuàng)，也是世界上第一個實現(xiàn)跨大陸量子密鑰分配的網(wǎng)絡(luò)。

據(jù)張文卓介紹，量子通信屬于量子信息領(lǐng)域中最先實用化和產(chǎn)業(yè)化的方向，而量子信息是以量子物理學(xué)為基礎(chǔ)的新一代信息科學(xué)技術(shù)。主要包含兩個方面，一個是信息的傳輸，即量子通信。另一個是信息的處理，即量子計算。

自量子力學(xué)誕生以來，物理學(xué)家通過認識各種宏觀物質(zhì)背后的量子力學(xué)規(guī)律，產(chǎn)生了凝聚態(tài)物理學(xué)和量子光學(xué)等學(xué)科方向，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展出了各種高新技術(shù)來改變世界。例如通過量子力學(xué)研究中電子性質(zhì)而發(fā)現(xiàn)了半導(dǎo)體，通過量子力學(xué)研究電子能級受激輻射光子而發(fā)現(xiàn)了激光。在此基礎(chǔ)上，20世紀50年代，物理學(xué)家們開始陸續(xù)研制出了半導(dǎo)體晶體管和激光器，從而催生了第一次信息革命，使得我們今天能便捷地使用各種計算機、智能手機和互聯(lián)網(wǎng)。

張文卓告訴《第一財經(jīng)日報》：“第一次信息革命是屬于‘經(jīng)典信息’的革命。雖然我們必須用量子力學(xué)才能理解半導(dǎo)體和激光的本質(zhì)與工作原理，我們所處理的還是經(jīng)典的二進制信息(即經(jīng)典比特)。信息傳輸和計算都基于經(jīng)典物理學(xué)規(guī)律。而隨著量子信息科學(xué)技術(shù)的誕生，這一條路逐漸發(fā)展到了一個全新的階段，催生著第二次信息革命的出現(xiàn)，即完全屬于‘量子信息’的革命。信息傳輸和計算都將直接基于量子物理學(xué)。其中量子通信作為排頭兵，走在了這次信息革命的最前面，成為它的第一個突破點?！?/span>

他還表示，由于量子計算需要直接處理量子比特，于是“量子遠程傳態(tài)”這種直接傳的量子比特傳輸將成為未來量子計算之間的量子通信方式。未來量子遠程傳態(tài)和量子計算機終端可以構(gòu)成純粹的量子信息傳輸和處理系統(tǒng)，即量子互聯(lián)網(wǎng)。這也將是未來量子信息時代最顯著的標志。

“墨子號”量子科學(xué)實驗衛(wèi)星就把遠距離量子遠程傳態(tài)作為三個主要目標之一。通過地面站到衛(wèi)星的糾纏光子發(fā)射，共享糾纏光子對。在地面站制備需要傳輸?shù)牧孔颖忍?，通過隱形傳態(tài)將該量子比特發(fā)到衛(wèi)星上。這將是人類第一次在空間尺度上實現(xiàn)量子比特傳輸。

此外，“墨子號”的成功研制并發(fā)射，使得中國進一步擴大了在量子通信領(lǐng)域世界領(lǐng)先的優(yōu)勢。歐洲和美國也感受到了危機，并提出了一系列計劃。歐盟在2016年3月提出的十億歐元量子技術(shù)項目《量子宣言》(quantummanifesto)中，將地面和衛(wèi)星之間的量子保密通信作為一個主要目標。美國國家科學(xué)基金(NSF)也啟動了1200萬美元的量子保密通信項目。因此“墨子號”和后續(xù)多顆量子通信衛(wèi)星計劃會進一步引發(fā)量子通信的國際競爭，加速全球量子保密通信網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)。

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