中国“墨子号”的研发背景是什么？

1. 中国“墨子号”的研发背景是什么？

8月10日消息，中国“墨子号”量子科学实验卫星在国际上首次成功实现从卫星到地面的高速量子密钥分发，为建立最安全保密的全球量子通信网络奠定可靠基础。
“墨子号”的研发背景是什么呢？
量子保密通信技术已经从实验室演示走向产业化。在城市里，通过光纤建构的城域量子网络通信已经开始尝试实际应用，我国在城域光纤量子通信方面已取得了国际领先的地位。

在量子通信的国际赛跑中，中国属于后来者。经过多年的努力，中国已经跻身于国际一流的量子信息研究行列，在城域量子通信技术方面也走在了世界前列，建设完成合肥、济南等规模化量子通信城域网，“京沪干线”大尺度光纤量子通信骨干网也即将竣工。
然而，这只是开始。“在城市范围内，通过光纤构建城域量子通信网络是最佳方案。但要实现远距离甚至全球量子通信，仅依靠光纤量子通信技术是远远不够的。”潘建伟说。 
量子保密通信，能够从三个方面保障信息安全。第一，发送者和接收者之间的信息交互是安全的，不会被窃听或盗取。第二，“主仆”身份能够自动确认，只有主人才能够使唤“仆人”，而其他人无法指挥“仆人”。第三，一旦发送者和接收者之间的传递口令被恶意篡改，使用者会立刻知晓，从而重新发送和接收指令。

原来，用量子通信方式传递信息，传送的是光的最小能量单元。但这种最小的颗粒，不能再被分割，也不能复制。即使采用目前最先进的理想单光子探测器，在1000公里光纤中进行点对点量子通信，每300年也只能传输一个比特。“就好比一支拥有100万人的队伍，到最后可能只剩下几个人，花了很长时间才能抵达目的地。”这种受制于光纤，不能放大量子通信信号的问题，导致了在远距离上信息传递效率很低，令科学家们一筹莫展。虽然通过量子中继手段，即分成若干段传输来降低每一段的损耗，用“量子接力”的方式解决这一难题，但走向实际应用还需时日。

后来，科学家意识到，真空里不会有光的损耗，想要实现覆盖全球的广域量子保密通信，还需要借助卫星的中转。
2005年，潘建伟团队实现了13公里自由空间量子纠缠和密钥分发实验，证明光子穿透大气层后，其量子态能够有效保持，从而验证了星地量子通信的可行性。近几年开展的一系列后续实验都为发射量子卫星奠定了技术基础。
“这样一来，通过发射卫星，去除干扰因素，就可以实现几千公里的量子通信。”潘建伟说，有了量子卫星，还可以在宏观距离上检验所谓的量子力学的非局域性，也就是“幽灵般的超距作用”。“看看在实验室里不断被重复检验的理论，放在太空是否还能实现。”

2. “墨子号”发射有什么意义？

“墨子号”的成功发射，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。

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。 
墨子号量子卫星圆满实现预定的全部三大科学目标，为我国在未来继续引领世界量子通信技术发展和空间尺度量子物理基本问题检验前沿研究奠定了坚实的科学与技术基础。
扩展资料：
美国波士顿大学的量子物理学家亚历山大·谢尔吉延科说：“这个事确实很让人激动，因为它是首次开展此类试验，因此对全球都有重要意义。量子通信的竞赛自1995年欧洲科研人员在日内瓦湖底进行量子密钥分发的最初演示时就开始了。
在那以后，英国、美国、日本和中国等国家都在探索城市间的量子通信网络，而现在这场竞赛从地面进入了太空，因为卫星能连接相距遥远的不同都市。中国在发射量子卫星方面走在了前面。”
英国剑桥大学量子物理学教授阿德里安·肯特说：“我对中国发射量子卫星这事感到很兴奋。”他认为，这是为使用量子技术构建全球性安全通信网络迈出的“第一步”。
参考资料来源：百度百科—墨子号量子科学实验卫星
人民网—墨子号： 树起量子通信中国标杆

3. 中国发射的量子卫星“墨子号”到底是干什么用的

“墨子号”的三大目标分别是地星量子隐形传态、星地高速量子密钥分发以及星地量子纠缠分发。
量子隐形传态是一种全新的通信方式。通俗来讲，就是将甲地某一粒子的量子态信息在乙地的另一粒子上还原出来，就好像是进行了一场“星际穿越”，但其实粒子本身并未被传输。
量子密钥分发通过量子态的传输，在遥远两地的用户共享无条件安全的密钥，并利用该密钥对信息进行一次一密的严格加密，这是目前人类唯一已知的不可窃听、不可破译的无条件安全的通信方式。
量子纠缠是两个（或多个）粒子共同组成的量子状态。处在纠缠态的粒子，无论相隔多远，当对其中一个粒子进行操作或测量，身处远方的其他粒子会瞬时发生相应的改变。



命名缘由
首颗量子通信卫星以我国古代科学家墨子的名字来命名。墨子最早提出过光线沿直线传播的观点，进行了小孔成像实验。用他的名字命名以纪念他在早期物理光学方面的成就。
墨子最早通过小孔成像实验发现了光是直线传播的，第一次对光直线传播进行了科学解释——这在光学中是非常重要的一条原理，为量子通信的发展打下了一定的基础。墨子还提出了某种意义上的粒子论。光量子学实验卫星以中国科学家先贤墨子来命名，体现了中国的文化自信。

以上内容参考 人民网--“墨子号”已实现三大科学目标 这颗量子卫星在做什么？

4. 中国发射的量子卫星“墨子号”到底是干什么用的？

世界第一颗量子卫星为什么叫“墨子号”？

5. 墨子号于哪一年发射成功?

墨子号于2016年发射成功。
墨子号于2016年8月16日1时40分在酒泉卫星发射中心有长征二号丁运载火箭成功发射升空。墨子号是由我国自主研制的世界上首颗空间量子科学实验卫星，它的发射成功是我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信。

墨子号简介：
墨子号量子科学实验卫星是中科院空间科学战略性先导科技专项于2011年首批确定的五颗科学实验卫星之一，旨在建立卫星与地面远距离量子科学实验平台，并在此平台上完成空间大尺度量子科学实验，以期取得量子力学基础物理研究重大突破和一系列具有国际显示度的科学成果，并使量子通信技术的应用突破距离的限制，向更深的层次发展，促进广域乃至全球范围量子通信的最终实现。
同时，该项目将为广域量子通信各种关键技术和器件的持续创新以及工程化问题提供一流的测试和应用平台，促进空间光跟瞄、空间微弱光探测、空地高精度时间同步、小卫星平台高精度姿态机动、高速单光子探测等技术的发展，形成自主的核心知识产权。

6. 全球首颗量子微星“墨子号”有什么作用，难道全球只有中国研制出来了吗？

是的，只有中国研制出来了。

但中国率先发射这个卫星，并不代表中国科学家已经具备的水平更高——因为这个卫星的研制难度并不太高，卫星的研制成功及发射本身也不是多么了不起的成果，其实美国、欧洲的科学家，都有能力研制这样的卫星——如果他们有足够的科研经费的话。

这个卫星是个实验仪器，用它做的实验有可能带来重大的进步，这才是发射这个卫星的核心意义。

总的来说，发射量子通信实验卫星，主要表明了中国现在很有钱，有能力在科学研究上投入重金，可以去做很多国外科学家想做却没有经费去做的事（贵州那个世界最大射电望远镜也说明同样的问题）。

目前美国、欧洲经济形势都不太好，中国成了世界上最有钱的国家（虽然中国老百姓还不太富裕，但政府钱很多。）——中国应该抓住现在的大好形势，大力发展科技，让中国成为世界科技强国。

7. “墨子号”是怎样炼成的

2016年8月16日1时40分，中国发射了人类历史上第一个量子科学实验卫星墨子号。
2016年8月17日11时56分24秒，中科院遥感与数字地球研究所所属中国遥感卫星地面站密云站在第23圈次成功跟踪、接收到我国首颗量子科学实验卫星“墨子号”首轨数据。

从单颗量子通信卫星到量子通信卫星组网早在计划中，两年前我写过一篇相关的回答（中国发射的量子科学实验卫星有哪些重要意义？ - Summer Clover 的回答）。重复的内容不再多写。之前的很多回答也已经谈了为什么需要量子通信。没错，最主要的原因就是量子力学基本原理（量子不可克隆原理）确保的完全保密性。我这里就再简单讨论一下，为什么我们需要这样一颗卫星？

发射量子通信卫星其实是一个自然而然的成果。
我们需要它的原因有，
1）地面的量子通信距离达到千公里量级后，只有量子通信卫星可以提供更广域的量子通信实验平台（广域量子密钥网络实验）。由于大气层只有10公里后，对光的损耗比光纤小很多。在太空中进行量子通信，量子纠缠源受到的环境干扰更少，更容易实现稳定的远距离量子通信。得益于有效通信距离的提高，地1-卫星-地n的网络端点比地1-地2-...-地n要精简得多，率先组好量子通信卫星群会带来更多产业化上的优势——可靠、远距离、成本合适。对于保密要求高的国防、金融会成为量子通信系统第一代用户，国防上的应用已经近在咫尺。

2）还有大多数人不在意的极其重要的学术价值——一系列的量子科学实验。目前提到的有空间尺度的量子纠缠分发、量子隐形传态、验证量子非定域性。以后还会有新的量子科学实验。这些实验在其他国家的量子卫星升空前都是独一无二的先驱性实验。第一个把望远镜对准星空的人，第一个把显微镜对准微生物的人，都在文明史上留下了痕迹。我们的量子卫星率先把量子科学实验放在了空间尺度来验证。昔日，我们看神冈实验有多红眼，今日外人看量子卫星应如是。我们至少能以更好的精度验证量子力学结论。倘若幸运的话，我们说不定还能发现一些与理论不完全相符的实验结果（类似于超级神冈发现中微子振荡），比如量子纠缠有没有一个极限速度。

量子卫星还有一些很积极的影响。
1）这可能是第一次，中国是作为先驱推出一个大科学项目（中科大和中科院多个研究所负责），而不是亦步亦趋地跟在别人后面。（我针对的是这种想法——别人造了一个大型对撞机，我们只要造一个更大型的对撞机就是在做好的科学了。然而并不是。）中国的学术界跟踪性工作做得很好了，但还缺少做先驱性工作的传统。既有尖端产业价值，又有基础科学价值，又由中国本土科学家领导，又是中国本土科研经费支持的量子卫星项目。这是中国学术界的一个里程碑，一个典范。

2）中国占据了量子通信的领头位置，并形成了一定科技壁垒。虽然，量子通信卫星是自然而然的成果，但是这里面遇到的技术问题都是一道道科技护城河。量子卫星本身的技术门槛有高精度跟瞄、星地偏振态保持与基矢校正、星载量子纠缠源。这一整套“天地一体化量子科学实验系统”还包括四个地面量子通信站、一个量子隐态传输站。中国凭借这个大项目成为了量子通信研究的一个中心，可以在未来相当长的时间里，持续吸引这个领域的国内外顶尖科学家。比如，中国科技大学物理学院已经有三个量子领域的院士；潘建伟院士读博时的导师A.Zeilinger也参与了墨子号量子卫星实验的研究。（欧盟没有批准A.Zeilinger率先提出的量子卫星项目。）

3）这颗卫星的发射会刺激其他国家（欧美日等）的量子项目。这些发达国家肯定会跟进量子卫星的研究。欧盟今年5月就发表了《量子宣言》（Quantum Manifesto），将于2018年启动10亿欧元支持的一系列量子科研项目，希望确保欧洲在量子技术领域能取得领先地位。率先提出量子卫星的欧洲今日却被中国甩在身后，姗姗来迟的经费要背这个锅。欧盟量子宣言的主要技术目标在量子通信、量子模拟器、量子传感器和量子计算机。量子通信包括欧盟要追赶的量子通信卫星，还有量子网络等；量子模拟器主要用于模拟量子动力学、化学反应、药物设计；量子传感器利用更精细的量子效应制作感应器、原子钟等；量子计算机则是量子技术最后的圣杯（量子计算机有什么实际的应用意义？ - Summer Clover 的回答）。这场量子技术竞赛之路还非常漫长、激烈。而这绝对是一件好事。科技竞赛是最好的竞赛。

8. 墨子号于哪一年发射成功

2016年8月16日1时40分发射成功。
墨子号，是中国研制的首颗空间量子科学实验卫星。

墨子号卫星工程由中国科学院国家空间科学中心（简称“空间中心”）抓总负责 ，该卫星是中国科学院空间科学战略性先导科技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。

2016年8月16日1时40分，中国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将墨子号量子科学实验卫星发射升空，进入预定轨道。
2022年5月，中国墨子号卫星实现1200千米地表量子态传输新纪录。