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中国发射全球首颗量子科学卫星“墨子号”将验证量子力学理论
关键字: 量子科学微信据新华社报道,2016年8月16日1时40分,我国在酒泉卫星发射中心用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”发射升空。此次发射任务的圆满成功,标志着中国空间科学研究又迈出重要一步,将使我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。
2016年8月16日1时40分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星(简称“量子卫星”)发射升空。此次发射任 务的圆满成功,标志着我国空间科学研究又迈出重要一步。量子卫星是中国科学院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一,其主要科学目标是借助卫星平台,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;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。
量子卫星首席科学家潘建伟院士介绍,量子通信的安全性基于量子物理基本原理,单光子的不可分割性和量子态的不可复制性保证了信息的不可窃听和不可破解,从原理上确保身份认证、传输加密以及数字签名等的无条件安全,可从根本上、永久性解决信息安全问题。
量子卫星2011年12月立项,是中科院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一。其主要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,在空间尺度验证量子力学理论。
在812所进行磁测试的量子卫星(2014年12月2日摄)。新华社发(中科院微小卫星创新研究院供图)
在酒泉卫星发射中心,卫星在安装星箭分离解锁机构(2016年8月4日摄)。
潘建伟介绍:“使用量子卫星,点对点传输,可以做到1秒钟传送100K密钥数据;以后提高到1兆或10兆密钥,这将极大推动量子通信实用化。”
他同时展望说,如果经过5年努力,可以得到量子卫星“星座”。“像北斗一样,很多颗量子卫星在空中,将改变我们在信息安全上非常被动的局面。”
中国科学技术大学2015年首次在世界上实现光子多项信息的隐形传态,科学家将之形象比喻为:一瞬间,合肥的孙悟空崩溃了,北京出现一只具备孙悟空身高和体重的猴子。此次,该项目将试图让“孙悟空”在太空与地面之间瞬移。
除此以外,“墨子号”还将搭载第二代激光实验系统,用新方法实现更高的信息传递速率。
工程还建设了包括南山、德令哈、兴隆、丽江4个量子通信地面站和阿里量子隐形传态实验站在内的地面科学应用系统,与量子卫星共同构成天地一体化量子科学实验系统。
潘建伟表示,我国自主研发的量子卫星突破了一系列关键技术,包括高精度跟瞄、星地偏振态保持与基矢校正、星载量子纠缠源等,卫星设计寿命为两年。
量子卫星的成功发射和在轨运行,将有助于我国在量子通信技术实用化整体水平上保持和扩大国际领先地位,实现国家信息安全和信息技术水平跨越式提升,有望推动我国科学家在量子科学前沿领域取得重大突破,对于推动我国空间科学卫星系列可持续发展具有重大意义。
在酒泉卫星发射中心,量子科学实验卫星在安装外表面热控材料(2016年7月26日摄)。
在酒泉卫星发射中心,量子科学实验卫星在安装太阳翼(2016年7月27日摄)。
本次任务还搭载发射了中科院研制的稀薄大气科学实验卫星和西班牙科学实验小卫星。量子卫星发射入轨后将进行3个月左右的在轨测试,然后转入在轨运行阶段。
量子卫星工程由中科院国家空间科学中心抓总负责;中国科学技术大学负责科学目标的提出和科学应用系统的研制;中科院上海微小卫星创新研究院抓总研制卫星系统,中科院上海技术物理研究所联合中科大研制有效载荷分系统;中科院国家空间科学中心牵头负责地面支撑系统研制、建设和运行;对地观测与数字地球科学中心等单位参加。
据介绍,长征二号丁运载火箭由中国航天科技集团公司所属上海航天技术研究院研制。此次发射是长征系列运载火箭的第234次飞行。
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- 责任编辑:梁福龙
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