光子數(shù)超過一個(gè),對(duì)于量子通信有什么危害??雌饋憩F(xiàn)在很流行用古代思想家來命名量子衛(wèi)星,Satellite-to-groundquantum-limitedcommunicationusinga50-kg-classmicrosatellite(用一顆50公斤級(jí)別的微型衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)星地之間量子極限的通信)。
1、什么是量子衛(wèi)星?它有什么功能和作用?
量子通訊衛(wèi)星是一種傳輸高效的通信衛(wèi)星,徹底杜絕間諜竊聽及破解的保密通信技術(shù),抗衡外國的網(wǎng)絡(luò)攻擊與防御能力。量子信號(hào)從地面上發(fā)射并穿透大氣層———衛(wèi)星接收到量子信號(hào)并按需要將其轉(zhuǎn)發(fā)到另一特定衛(wèi)星———量子信號(hào)從該特定衛(wèi)星上再次穿透大氣層到達(dá)地球某個(gè)角落的指定接收地點(diǎn),量子衛(wèi)星是中國科學(xué)院空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)首批科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星之一,其主要科學(xué)目標(biāo)是借助衛(wèi)星平臺(tái),進(jìn)行星地高速量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn),并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行廣域量子密鑰網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn),以期在空間量子通信實(shí)用化方面取得重大突破;在空間尺度進(jìn)行量子糾纏分發(fā)和量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn),開展空間尺度量子力學(xué)完備性檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)研究。
2、用途:中國量子通信衛(wèi)星的發(fā)射將使中國在國際上率先實(shí)現(xiàn)高速星地量子通信,連接地面光纖量子通信網(wǎng)絡(luò),初步構(gòu)建量子通信網(wǎng)絡(luò),量子衛(wèi)星--“墨子號(hào)”:1、2016年8月16日凌晨1時(shí)40分,我國科學(xué)家在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭成功將世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”發(fā)射升空,成功入軌運(yùn)行。這使得我國成為世界上首個(gè)實(shí)現(xiàn)太空和地面之間量子通信的國家,同時(shí)也建成了我國天地一體化的量子保密通信與科學(xué)實(shí)驗(yàn)體系,
2、“墨子號(hào)”是世界上首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。量子衛(wèi)星首席科學(xué)家、中科院院士潘建偉表示,之所以給它起名“墨子”,是因?yàn)槟邮紫韧ㄟ^小孔成像實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了光沿直線傳播,而且他也提出了某種意義上的“粒子論”,制造機(jī)構(gòu):量子衛(wèi)星工程由中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心抓總負(fù)責(zé)。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)負(fù)責(zé)科學(xué)目標(biāo)的提出和科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)的研制;中國科學(xué)院上海微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院(上海微小衛(wèi)星工程中心)抓總研制衛(wèi)星系統(tǒng),中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所聯(lián)合中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)研制有效載荷分系統(tǒng);中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心牽頭負(fù)責(zé)地面支撐系統(tǒng)研制、建設(shè)和運(yùn)行,對(duì)地觀測(cè)與數(shù)字地球科學(xué)中心等單位參加,
2、墨子號(hào)量子實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星有哪些成果?
前不久,美國科學(xué)促進(jìn)會(huì)宣布將2018年度的克利夫蘭獎(jiǎng)?lì)C給潘建偉領(lǐng)銜的墨子號(hào)量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星團(tuán)隊(duì),以表彰他們通過實(shí)現(xiàn)千公里級(jí)星地雙向量子糾纏分發(fā)推動(dòng)大尺度量子通信實(shí)驗(yàn)研究做出的貢獻(xiàn)。把量子通信實(shí)驗(yàn)裝置搬到太空中有非常大的優(yōu)勢(shì),太空中幾乎真空,光子幾乎是在自由空間中傳輸,可以將量子通信的距離提高很多,不過,墨子號(hào)衛(wèi)星并不是簡(jiǎn)單的把地面上的實(shí)驗(yàn)儀器搬到了太空中,因?yàn)樾l(wèi)星在距離地面500千米的高度上會(huì)以7.7千米每秒的的速度高速飛行,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)需要將單個(gè)光子準(zhǔn)確的投到接收設(shè)備上,這需要很高的技術(shù)。
潘建偉的團(tuán)隊(duì)就是在技術(shù)方面取得了很多重大突破后才將墨子號(hào)送到了太空,墨子號(hào)衛(wèi)星肩負(fù)著三大科學(xué)任務(wù):衛(wèi)星、地面之間的量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn);衛(wèi)星、地面之間的量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn);千公里級(jí)量子糾纏分發(fā)檢驗(yàn)貝爾不等式實(shí)驗(yàn)。這三大科學(xué)任務(wù)都早已圓滿完成,相關(guān)論文都是發(fā)表在頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊上,其中,千公里級(jí)量子糾纏分發(fā)檢驗(yàn)貝爾不等式的實(shí)驗(yàn)表明貝爾不等式依然不成立,愛因斯坦的局域隱變量理論不成立,量子力學(xué)在那個(gè)尺度上依然是成立的。
3、墨子跟量子通信有什么關(guān)系?量子通信衛(wèi)星為什么要以他命名?
墨子是戰(zhàn)國時(shí)期墨家學(xué)派的創(chuàng)始人,是我國古代著名的哲學(xué)家和科學(xué)家,同時(shí)墨子還是我國古代科學(xué)研究的鼻祖,他在數(shù)學(xué),物理和機(jī)械工程學(xué)上有很多深刻的認(rèn)識(shí),例如墨子最早發(fā)現(xiàn)了小孔成像的現(xiàn)象,提出了光是沿直線傳播的,墨子還做了很多機(jī)械的發(fā)明和改良,這在劉德華飾演的墨攻中都有所反應(yīng)。而目前的量子通信是利用了量子物理的一些基本原理,量子的概念是在1900年才由普朗克提出。