中国成功发射全球首颗量子卫星！多项指标创纪录，外国黑客失业？

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2016年我国成功发射全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”，这下子原本还处于学术领域的量子通信一夜之间成为现实了，全球科技圈议论纷纷，美国专家坐不住了，公开承认美国在量子通信领域已经落后。

量子卫星到底是啥？凭什么引发这么大的轰动呢？

天上掉下个“墨子号”

量子通信这个词听起来还是有些科幻的，绝大多数人对于量子力学的理解基本上都来自于科幻片，如果抛开复杂的公式和术语，量子通信的本质其实不难理解。

说到底量子通信就是依托于量子力学进行的通讯，之所以人们可以利用量子力学进行通信，关键在于微观的量子力学中有量子叠加和量子纠缠这两个特性。

同我们宏观的力学不一样，微观的量子力学会有一个叠加态，科学家们认为粒子的状态在未被观测前是不确定的，量子纠缠就更为神奇，无论两个粒子距离多远，只要一个发生变化，另一个立马也跟着变化，而且两个粒子的变化是同步进行的，完全没有时间差。

对于通信领域来说，这两个特性太重要了，运用量子力学的原理进行通讯就可以解决之前困扰了人们数百年的通信安全问题，不光可以达到瞬时通信，当有人想对通讯内容进行拦截时，我们也可以根据粒子状态的变化瞬间察觉。

也难怪美国专家对此如此焦虑了，量子通信就是目前人类能实现的最安全信息传递方式，这对于国家来说真的是太重要了。

美国之前一直自诩为世界头号科技强国，量子领域被我国反超也就代表着未来在量子力学方面的科技竞赛中，美国可能处于下风。

黑客真要失业了？

量子通信最大的优势自然是它的绝对安全性，传统的加密技术依赖数学复杂性，不管是如何进行加密，最终都逃不过数学理论的支撑，这些加密技术虽然看起来很安全，但却有一个漏洞。

只用对方掌握了具备超级算力的计算机，破解密码是早早晚晚的事，量子密钥分发就完全不一样了，它利用的是单纯的物理定律，这种加密方式几乎是无解的，只要有人尝试读取数据，粒子状态必然发生改变，不仅破解成了几乎不可能的事儿，更可怕的是根本就没有试错的机会。

除了绝对的安全性之外，量子通信的通信效率也比现有技术高得多，我国墨子号卫星的一个重要成就就是实现了10kbps速率的量子密钥分发。

这速率看起来好像不高，但已经比传统光纤通信高出15个数量级了，之前得花几年时间才能传递的密钥信息，用量子卫星几秒就能搞定！

我们现在科技发展的速度越来越快，数据传输的规模也越来越大，传输速度决定了生产效率，这么看来量子通信就是未来所向。

而且量子通信还不受距离的影响，我们之前的通信虽然技术五花八门，但都需要一个介质，从最早的线缆传输，到现在的无线光纤信号，只要有传输介质，那信号衰竭就是必然。

就算是现在最先进的光纤量子通信，连对点传输距离最多也就一两百公里，信号会在超过这个距离之后快速损失，量子号卫星就完全没有这个问题，量子通信需要经过的是外太空的真空环境，直接实现了从太空到地面千公里级的量子密钥分发。

这还只是运用在对地通信，如果未来人类进一步走向深空，我们进行星际通信的唯一方案就是量子通信。

量子通信这么厉害，对于现在的人类来讲具体都能用在哪些方面呢？

量子通信之所以如此重要，就是因为它的应用范围十分广阔，只要是涉及到信息传递的领域都可以插上一脚，而且只要构建成功，之前备受困扰的问题都将迎刃而解。

金融系统将是最先受益的行业之一，银行每天都需要处理大量的资金流动和信息传递，特别是在进行跨国金融业务办理时，信息的安全性和及时性特别重要。

不管是采取何种等级的加密方式，传统的通信根本就无法摆脱被破解的风险，而量子通信将会直接解决这些难题，未来人类的资金安全性将会跨上前所未有的高台。

墨子号那些创纪录的辉煌时刻

了解了量子通信对人类未来的重要性之后，也就不难理解外国专家对墨子号量子通信卫星为何如此痴迷了。

墨子号不光是人类历史上首颗量子科学实验卫星，也是我国在量子通信领域遥遥领先的例证。

这些年，墨子号创造了许多世界第一，首次完成千公里级的量子密钥分发实验就不说了，墨子号还完成了量子隐形传态实验，量子隐形传态有点类似于瞬间移动，虽然较真点理解量子的传输还是会有些时间间隔，但量子的传输速度将远远快过光速。

当墨子号完成太空到地面的量子隐形传态实验之后，人类通信已经算是里程碑式的突破了，虽然现有技术还不能传递传统信息内容，但这毕竟是从0到1的突破。

未来的科学家们可以沿着我国开发出的这条路继续像更远的地方探索，现在的墨子号已经成功验证了利用卫星进行量子通信的可行性，只要有了可行性报告，未来我们成功构建全球量子通信网络就只剩下时间问题了。

当我们未来的量子卫星网络有能力覆盖全球时，那整个地球将会被传输信号全面覆盖，不再有信号死角，安全通信的同时还可以实现全方位通讯。

为了让量子通信在最短的时间内成为现实，科研团队在卫星发射之前相继攻克了多个技术难题。

高精度捕获跟瞄技术已经取得突破，卫星距离地面毕竟有点远，卫星想要成功同地面站实现稳定量子通信，必须让双方精准对接。

卫星在轨道上是高速飞行的状态，两者之间不仅距离远，还存在各种环境干扰，让它们对上眼需要非常先进的技术手段。

为了在这方面取得突破，研究团队用吊车和热气球进行了多次测试，充分模拟卫星和地面的通信环境，无数次实验之后才最终成功突破 了这项关键技术。

再就是量子光源技术，传统光源产生的光子信号不稳定，根本就无法用于高精度量子通信，研究团队研发出的量子光源实现了高效稳定的量子信号输出。

有了墨子号卫星和相关技术的加持，我国已经制定了未来的量子通信计划，计划中墨子号只是我国在量子通信领域迈出的第一步。

量子星座计划已经进入论证阶段了，我国将会在未来发射多颗量子卫星，由这些卫星群组成量子星座，让中高轨道的量子科学实验卫星和低轨道的量子微纳卫星共同运作，打造出一个可以覆盖全球的量子通信网络。

一旦这个网络构建完成，我国将有能力在全世界范围内提供更加高效的量子通信服务，那是我们每一个普通人都将从量子通信计划中受益，信息泄露的问题将彻底成为历史。

2022年我国已经成功发射了第一颗低轨量子微纳卫星，预计未来一到两年内还将继续发射两到三颗卫星，用不了多久，我们的量子星座计划就能够现出雏形。

现在我国在量子中继技术上也在加紧攻关，量子信号虽然传输距离远远超过现有的光纤信号，但物质的衰落是基本物理定律，量子也不可能超脱于现有物理学规律之上。

如果想要实现超远距离信号传输，量子中继技术就十分关键了，有了中继器的放大，量子信号可以传输的更远。

预计未来五到六年内，我国有望实现上千公里的量子中继，这杨量子通信的应用范围就大大扩大了，未来更大规模的量子网络建设将不再是梦想。

我国的量子科学家们已经提出了要进行月球到地球的量子纠缠分发实验，科学家们准备借助量子纠缠的特性在月球上建立量子通信基站，这样就能实现地月之间的量子信息传输。

这对于现在正在我们稳步推进的载人登月计划来说实在是太关键了，地月距离接近四十万公里，如果量子纠缠分发能成功跨越这个距离，那我们又将实现一个世界第一。

结尾

从“墨子号”到未来的量子星座，从千公里量级的量子密钥分发到可能实现的地月量子纠缠分发，我国量子通信领域的每一次进步都是科技史上的一次跨越。

量子科技的潜力是无限的，这就是未来人类的发展趋势，现在我国已经在这方面占据了先手，接下来的问题就是如何保持领先的态势，继续带领人类向通信的下一个时代进发了！