擔負多項科學實驗任務

　　問：“墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星主要的科研任務有哪些？

　　答：首先，通過量子衛(wèi)星實現衛(wèi)星和地面的量子密鑰分發(fā)，從而實現廣域的量子保密通信。光纖傳輸的過程中信號損失相當嚴重，如果人類想實現遠距離量子通信傳輸就必須建立多個安全可信的信號中繼站，這無疑大大增加了信息泄露的幾率?？茖W家經過研究發(fā)現，光在穿透大氣層的過程中能量損失僅為百分之二十，利用空間中的量子衛(wèi)星作為地面網絡的中轉站，可以將地面多個城市中建立起的城際量子通信網絡連接起來，極大地提高量子通信的效率。

　　其次，“墨子號”還承擔著對量子力學本身的基本原理進行檢驗的實驗任務。量子糾纏態(tài)是量子力學中的一個經典現象，量子衛(wèi)星把這個實驗帶到外層空間，將在國際上首次實現千公里量級的量子非定域性實驗檢驗，對于人類加深對量子力學基礎理論的認識具有重要意義。

　　第三，“墨子號”將連接中國和奧地利之間的量子通信網，以證明全球規(guī)模的量子通信網絡設想是可行的。作為建設“天地一體化”通信網絡的重要組成部分，“墨子號”量子衛(wèi)星與普通衛(wèi)星相比存在著巨大的差異。發(fā)射升空的量子衛(wèi)星以及多個地面觀測站，共同組成了前所未有的覆蓋地面和空間的巨大實驗網絡。

　　“墨子號”如何實現精準定位

　　問：“墨子號”量子通信衛(wèi)星如何保證距離地球表面數百公里的光信號能夠順利被地面光學天線接收？

　　答：作為天地一體化的空間中轉站，“墨子號”量子通信衛(wèi)星承擔著發(fā)射和傳輸光信號的重要任務，要想保證距離地球表面數百公里的光信號能夠順利被地面光學天線接收，難度就好比是“針尖對麥芒”一樣。

　　由于衛(wèi)星發(fā)射的光信號是極其微弱的單光子級別，在由空間向地面?zhèn)鬏數倪^程中會受到許多因素的干擾，比如星光、燈光等都將成為干擾信號傳輸的背景噪聲。此外，衛(wèi)星的運動速度很快，地面的光學天線必須時刻緊跟衛(wèi)星的“節(jié)奏”才有可能實現信號的準確接收。所以，在“墨子號”量子通信衛(wèi)星的設計過程中，不僅要克服各種噪聲的干擾保證信號源的穩(wěn)定，同時還要實現與地面光學天線的準確對接。盡管是如同“針尖對麥芒”般苛刻的實驗條件，但是在我國科學家的不懈努力下，如此不可思議的技術難題也依然得到了解決。

　　構建廣域量子通信網絡

　　問：作為空間科學先導專項的科學實驗衛(wèi)星之一，也是世界上首顆以量子科學實驗為目的的科學衛(wèi)星，量子科學實驗衛(wèi)星的研制發(fā)射將帶來怎樣的意義？

　　答：量子科學實驗衛(wèi)星的發(fā)射成功，在國際上率先實現了高速星地量子通信。結合地面即將建成的“京滬干線”千公里級廣域量子通信骨干網絡，可以初步構建我國空地一體的廣域量子通信體系，為率先建成全球化的量子通信網絡奠定基礎。

　　一個天地一體的全球化量子通信基礎設施建成以后，能為未來的互聯網提供基于量子通信技術的安全保障，形成完整的量子通信產業(yè)鏈和下一代國家主權信息安全生態(tài)系統(tǒng)。

　　同時，量子科學實驗衛(wèi)星的研制也將促進空間光通信、空間單光子探測、星地高精度時間同步等技術的發(fā)展，在量子通信技術實用化整體水平上保持和擴大國際領先地位，實現國家信息安全和信息技術水平跨越式提升。

　　從原始創(chuàng)新到成果轉化

　　問：您曾在接受媒體采訪時提到，科學家不僅要關注原始創(chuàng)新，也要鼓勵成果轉化。您認為在空間科學發(fā)展方面剛剛起步的中國，應該如何進一步推動我國空間科學發(fā)展與社會科技進步？

　　答：我國以往的空間計劃中，大多是為了應用的目的，以科學家為主導的、特別是以基礎研究為目的的項目尚未形成專門系列?；A和應用從來都是相輔相成的，比如我們從事的量子信息研究，正是起源于對量子力學基本問題的研究，隨著量子調控技術的進步而產生了包括量子通信在內的量子信息科技;在推進量子通信技術的實用化過程中，產生了發(fā)射衛(wèi)星的需求，使得我們進一步發(fā)展技術，而星地量子通信又為更加深入地檢驗量子力學的基本原理提供了平臺;量子科學實驗衛(wèi)星發(fā)射成功后，又可以推動空間光跟瞄、空間微弱光探測、空地高精度時間同步、小衛(wèi)星平臺高精度姿態(tài)機動、高速單光子探測等技術的發(fā)展，如此形成一個良性循環(huán)。

來源：http://mil.huanqiu.com/aerospace/2016-08/9356285.html