中国发射全球首颗量子科学卫星“墨子号”将验证量子力学理论(五)

2016-08-16 07:25:35 来源: 观察者网(上海)
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(原标题:中国发射全球首颗量子科学卫星“墨子号”将验证量子力学理论)

据新华社报道,2016年8月16日1时40分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。此次发射任务的圆满成功,标志着中国空间科学研究又迈出重要一步,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。

中国发射全球首颗量子科学卫星“墨子号”将验证量子力学理论

中国发射全球首颗量子科学卫星“墨子号”将验证量子力学理论

2016年8月16日1时40分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星(简称“量子卫星”)发射升空。此次发射任 务的圆满成功,标志着我国空间科学研究又迈出重要一步。量子卫星是中国科学院空间科学先导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

量子卫星首席科学家潘建伟院士介绍,量子通信的安全性基于量子物理基本原理,单光子的不可分割性和量子态的不可复制性保证了信息的不可窃听和不可破解,从原理上确保身份认证、传输加密以及数字签名等的无条件安全,可从根本上、永久性解决信息安全问题。

量子卫星2011年12月立项,是中科院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一。其主要科学目标一是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;二是在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验,在空间尺度验证量子力学理论。

中国发射全球首颗量子科学卫星“墨子号”将验证量子力学理论

在812所进行磁测试的量子卫星(2014年12月2日摄)。新华社发(中科院微小卫星创新研究院供图)

中国发射全球首颗量子科学卫星“墨子号”将验证量子力学理论

在酒泉卫星发射中心,卫星在安装星箭分离解锁机构(2016年8月4日摄)。

潘建伟介绍:“使用量子卫星,点对点传输,可以做到1秒钟传送100K密钥数据;以后提高到1兆或10兆密钥,这将极大推动量子通信实用化。”

他同时展望说,如果经过5年努力,可以得到量子卫星“星座”。“像北斗一样,很多颗量子卫星在空中,将改变我们在信息安全上非常被动的局面。”

中国科学技术大学2015年首次在世界上实现光子多项信息的隐形传态,科学家将之形象比喻为:一瞬间,合肥的孙悟空崩溃了,北京出现一只具备孙悟空身高和体重的猴子。此次,该项目将试图让“孙悟空”在太空与地面之间瞬移。

除此以外,“墨子号”还将搭载第二代激光实验系统,用新方法实现更高的信息传递速率。

工程还建设了包括南山、德令哈、兴隆、丽江4个量子通信地面站和阿里量子隐形传态实验站在内的地面科学应用系统,与量子卫星共同构成天地一体化量子科学实验系统。

中国发射全球首颗量子科学卫星“墨子号”将验证量子力学理论

潘建伟表示,我国自主研发的量子卫星突破了一系列关键技术,包括高精度跟瞄、星地偏振态保持与基矢校正、星载量子纠缠源等,卫星设计寿命为两年。

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。

中国发射全球首颗量子科学卫星“墨子号”将验证量子力学理论

在酒泉卫星发射中心,量子科学实验卫星在安装外表面热控材料(2016年7月26日摄)。

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在酒泉卫星发射中心,量子科学实验卫星在安装太阳翼(2016年7月27日摄)。

本次任务还搭载发射了中科院研制的稀薄大气科学实验卫星和西班牙科学实验小卫星。量子卫星发射入轨后将进行3个月左右的在轨测试,然后转入在轨运行阶段。

量子卫星工程由中科院国家空间科学中心抓总负责;中国科学技术大学负责科学目标的提出和科学应用系统的研制;中科院上海微小卫星创新研究院抓总研制卫星系统,中科院上海技术物理研究所联合中科大研制有效载荷分系统;中科院国家空间科学中心牵头负责地面支撑系统研制、建设和运行;对地观测与数字地球科学中心等单位参加。

据介绍,长征二号丁运载火箭由中国航天科技集团公司所属上海航天技术研究院研制。此次发射是长征系列运载火箭的第234次飞行。

中国发射全球首颗量子科学卫星“墨子号”将验证量子力学理论


中国发射全球首颗量子科学卫星“墨子号”将验证量子力学理论

中国发射全球首颗量子科学卫星“墨子号”将验证量子力学理论

世界首颗量子科学实验卫星——“墨子号”成长记

一、工程研制历程

2011.01—2011.12(深化论证阶段)

完成科学目标凝练、有效载荷遴选、工程方案深化论证。

2012.01—2012.11(方案阶段)

完成关键技术攻关,明确卫星的总体技术方案,完成卫星初样设计,火箭、发射场、测控、地面和科学应用系统确定方案。

2012.11—2014.12(初样阶段)

完成结构热控星、电性星、鉴定星研制与试验,完成正样设计,完成初样阶段各大系统的技术对接。

2015.01—2016.06(正样阶段)

完成正样星箭研制,完成正样阶段各大系统间技术对接,各系统做好执行任务准备。

2016.06—2016.08(测发阶段)

工程各大系统具备执行任务条件。

二、量子科学实验卫星大事记

2009年12月空间科学先导专项参加战略性先导科技专项实施方案评议会,并在16个建议专项中名列前三名。经中科院党组会审议,确定为拟于第一批启动的专项之一。

2010年3月31日国务院第105 次常务会议审议通过中科院“创新2020”规划,由中科院组织实施战略性先导科技专项。

2010年9月25日中科院组织召开战略性先导科技专项咨询评议会。空间科学先导专项作为8 个候选专项之一参加并通过了专家咨询评议。

2010年10月28日空间科学先导专项实施方案通过空间科学先导专项实施方案论证评审。

2011年12月14日量子科学实验卫星项目完成立项综合论证。

2011年12月23日量子科学实验卫星工程启动暨动员会在京召开,标志着量子科学实验卫星正式进入工程研制阶段。

2012年12月10日量子科学实验卫星工程方案转初样研制阶段动员会召开,标志着量子科学实验卫星工程正式转入初样研制阶段。

2014年9月1至3日中科院发展规划局组织召开空间科学先导专项中期检查专家评审会,专项顺利通过中期检查。

2014年12月30日量子科学实验卫星通过初样转正样阶段评审,正式转入正样研制阶段。

2015年12月6日量子科学实验卫星系统与科学应用系统完成星地光学对接试验,验证了天地一体化实验系统能够满足科学目标的指标要求。

2016年2月25日量子科学实验卫星工程完成大系统联试。

2016年4月11日运载火箭完成出厂评审。

2016年8月16日量子科学实验卫星在酒泉卫星发射中心成功发射。

中国发射全球首颗量子科学卫星“墨子号”将验证量子力学理论

中国量子通信建设的里程碑。


中国发射全球首颗量子科学卫星“墨子号”将验证量子力学理论

中国发射全球首颗量子科学卫星“墨子号”将验证量子力学理论

中国发射全球首颗量子科学卫星“墨子号”将验证量子力学理论

中国发射全球首颗量子科学卫星“墨子号”将验证量子力学理论

中国发射全球首颗量子科学卫星“墨子号”将验证量子力学理论

2016年8月16日1时40分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星(简称“量子卫星”)发射升空。此次发射任务的圆满成功,标志着我国空间科学研究又迈出重要一步。量子卫星是中国科学院空间科学先导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。

netease 本文来源:观察者网 责任编辑:王晓易_NE0011
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