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“墨子號”量子科學實驗衛星完成在軌測試交付用戶
    發布時間:2017-03-21  瀏覽次數:1664

人民網北京1月19日電(趙竹青)記者從中國科學院了解到,我國發射的世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”圓滿完成了4個月的在軌測試任務,18日正式交付用戶單位使用。

“墨子號”是由我國完全自主研制的世界上第一顆空間量子科學實驗衛星,于2016年8月16日發射升空。該衛星從科學概念的提出到關鍵技術突破,從有效載荷研制到科學成果的產出,由中國科學院量子信息與量子科技前沿卓越創新中心主導完成。面對在國際上首次開展空間尺度量子科學實驗這一全新的領域,從2003年開始,中國科學技術大學和中科院上海技術物理研究所、中科院微小衛星創新研究院、中科院光電技術研究所、國家天文臺、國家空間科學中心等單位的研究人員經過長達10余年的協同攻關,創新性地突破了包括星地量子信道、空間單光子探測、高亮度空間量子糾纏光源等多項國際領先的關鍵技術,確保了衛星的成功研制,為各項科學實驗任務的順利開展奠定了堅實的技術基礎。

“墨子號”的主要應用目標是通過衛星和地面站之間的量子密鑰分發,實現星地量子保密通信,并通過衛星中轉實現可覆蓋全球的量子保密通信。“墨子號”可以在千公里外的外太空以10kbps的速率給地面站分發量子密鑰,比地面同距離光纖量子通信水平提高了15個數量級以上。該項技術突破不僅使得我國具備了對光纖無法覆蓋的地區——如我國的南海諸島、駐外使領館、遠洋艦艇等——直接提供高安全等級量子通信保障的能力,并為我國未來構建覆蓋全球的天地一體化量子保密通信網絡提供可靠的技術支撐。

“墨子號”的另一前沿研究目標是在量子物理基本問題檢驗領域:即通過千公里量級的量子糾纏分發,首次在空間尺度檢驗量子力學的非定域性,并利用量子糾纏在地面和衛星之間實現量子隱形傳態。通過“墨子號”的星地糾纏分發,我們能夠在相距1200公里以上的兩個地面站之間以1對/秒的速度建立起量子糾纏,將使得人類首次具有在空間尺度開展量子科學實驗的能力,并為未來在外太空開展廣義相對論、量子引力等物理學基本原理的檢驗做好了堅實的技術準備,成為我國在基礎物理學領域對世界的又一重要貢獻。

量子科學實驗衛星在軌測試階段全面完成了衛星平臺測試、有效載荷自測試和天地一體化鏈路測試,衛星平臺和有效載荷工作一切正常,成功構建了星地單向、星地雙向、地星單向量子信道,系統信道效率、時間同步精度、跟蹤瞄準精度均超過系統指標要求,可以滿足空間量子科學實驗的要求。

量子科學實驗衛星使我國在量子通信領域進一步擴大了世界領先的優勢,并且作為我國基礎物理研究和航天工程兩個領域的完美結合,凸現了我國的綜合科技實力。“墨子號”從研制過程到成功發射均引起了社會上的廣泛關注和國際學術界的高度評價。中央電視臺在衛星發射前夕做了一系列跟蹤報道,并對衛星發射過程做了全程直播。“墨子號”成功發射后,極大激起了公眾對量子科技的濃厚興趣。包括英國《自然》雜志、美國《科學》雜志、《科學美國人》、英國《新科學家》、《紐約時報》、英國廣播公司(BBC)等眾多國際知名學術和公共媒體都對“墨子號”進行了專題報道,美國國家航天局(NASA)也在其官網上對“墨子號”發射任務給出了詳細的介紹。2016年底,“墨子號”和人類首次探測到引力波等重大成果共同入選英國《自然》雜志點評的年度國際重大科學事件;“墨子號”作為唯一誕生于美國本土之外的創新技術入選《科學美國人》評選的2016年度“改變世界的十大創新技術”;近日,《華爾街日報》針對中國科技的高速發展給出了標題為“沉寂了一千年,中國誓回發明創新之巔”的專題文章,將“墨子號”量子科學實驗衛星作為中國創新能力提升的重要標志。

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