“墨子号”发射的意义是什么？

更新：2023年02月03日 22:51 好一点

好一点小编带来了“墨子号”发射的意义是什么？，希望能对大家有所帮助，一起来看看吧！

“墨子号”发射的意义是什么？

“墨子号”的发射为未来开展大尺度量子网络和量子通信实验研究，以及开展外太空广义相对论、量子引力等物理学基本原理的实验检验奠定了可靠的技术基础。

墨子号是中国研发，全球首颗量子科学实验卫星，以中国古代伟大科学家墨子的名字命名。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世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。

量墨子最早提出光线沿直线传播，设计了小孔成像实验，奠定了光通信、量子通信的基础，以中国古代伟大科学家墨子的名字命名量子卫星。2017年1月18日，中国发射的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”圆满完成了4个月的在轨测试任务，正式交付用户单位使用。

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。

墨子号为什么以墨子命名

“墨子号”之名取自于我国科学家先贤，体现了我们的文化自信。哲学家、墨家学派创始人墨子也是一位鲜为人知的伟大科学家，《墨经》里记载了世界上第一个“小孔成像”实验，该实验解释了小孔成倒像的原因，而这正是现代照相技术原理的起源。
这个实验指出了光是沿着直线传播的，也是第一次对光直线传播进行科学解释——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。取“墨子号”来命名量子卫星，和卫星本身的意义相符，也体现了我们的文化自信。
量子通信是目前人类唯一已知的无条件安全的通信方式，根据量子理论能解决通信安全的问题。我国发射的全球第一颗量子科学实验卫星，意味着将在世界上率先实践量子通信。

墨子号有哪些科学意义

首先，“墨子”在建立量子通信网络方面有巨大的价值，它的任务是星地高速量子密钥分发实验，进行广域量子密匙实验，以发展量子通信技术，构建广域乃至全球范围内绝对安全的量子通信网络体系。爱因斯坦曾经质疑量子力学理论的完备性，其中一个内容就是量子纠缠态，即在多粒子量子系统中，一对具有量子纠缠态的粒子，即使相隔极远，当其中一个状态改变时，另一个状态也会即刻发生相应改变。在量子通信技术应用里面来看这一特性，那就是量子通信将会拥有很高的保密性以及不可窃听性。这对金融、军事、政治等领域都将产生不可估量的价值。

其次，量子力学的发展是科学到技术前进的一大步。美国麻省理工学院物理学教授Vladan Vuletic的一段话能够很好的阐释：“我并不指望卫星实验能够教给我们任何我们尚不了解的量子力学和有关量子奇特性质的知识。然而，量子科学实验卫星项目却有着非常重大的意义，它将会把科学转变为技术：如果实验成功，它将有可能建立比经典物理学更强有力的地面系统与空间系统链接。然后，这种链接可以在实际上用于安全的信息交流。因此，爱因斯坦用来反对量子物理学的比喻，最终成了一种交流工具，这将是一个非常激动人心的进展。”

中国发射的量子卫星“墨子号”到底是干什么用的？

“墨子号”量子科学实验卫星，是由我国主导的科研团队，利用该卫星在两个相距甚远的地方实现了人类历史上首次跨越上千公里的量子密钥分发，该成就有望为量子通信的现实应用铺垫道路。（摘自网络）

中国发射的世界首颗量子卫星“墨子号”，到底是干什么用的

子号应该可以算作通讯卫星当中的一种。只是，和传统的通讯卫星直接传递信息不同，墨子号的工作不是传递信息本身，而是分配“密钥”——解码加密信息的“钥匙”。
这把密钥的加密性能，比历史上人类使用过的所有密码本、阿兰·图灵造计算机想要破译的 Enigma 密码、Touch-ID， “两步验证”甚至 PGP 系统还要高，可以说不在一个级别上。
以往的密码/密钥，要么是固定的，要么非固定但按照一定的逻辑变化，从而有迹可循，让人们可以使用计算机技术或通过社会工程学来破译。量子密码的安全型提到了前所未有的新高度，几乎无法破解。
它利用了量子科学无比浪漫的基本原理：
两颗纠缠的光子被拆散之后，无论相距多远总会心灵感应，一个形态发生变化，另一个会像镜子一样同步变化。
光子组成了密钥，墨子号就是向地面发射光子的卫星——一颗量子密钥分发卫星。
举个例子，打仗，A 地长官向 B 地前线部队发送军令。墨子号可以将许多组每组两颗纠缠态光子拆开，发射给 A 和 B 两地。当 A 地“观测”这些光子，就像用手去触摸了它们一样，会让这些光子发生形态变化。同时，发射到 B 地的光子也会产生一模一样变化。把这些光子的形态，按照固定顺序记录下来，就变成了一组密钥。A 地按照这个密钥加密发送的信息，B 地手里已经拿到了解码的密钥，能够顺利解密信息。
怎么保证信息不被第三方破译呢？需要用到量子科学的两条基本特性：“量子态不可克隆”原理，和“海格堡测不准”原理。
不可克隆：世界上就算有长相一模一样的人，也绝对没有第三颗一模一样的光子。只有 A 和 B 知晓目标光子的状态，世界上也没有能够完美克隆目标光子状态的机器。不完美克隆是可以的——然而并没有什么用，因为复原出来的密钥早已千差万别。
测不准：A 摸了光子，改变了光子的状态并记录下来。谁要是再摸，有很大可能状态又变了。理论上，如果第三方想要截取密钥，必须先截获光子，再去观测它，结果光子就变化了。结果 B 要么没收到光子，要么收到光子摸完去跟 A 校验，发现怎么不一样啊，就明白了，咱们被人监听了。这其实没关系，两边一对发现密钥失守，这条军令大不了咱们不发了，请墨子号给咱们再发一个新密钥吧，确认没问题再传递信息。
就算有人能一直截获光子，充其量也是掌握了保险箱的钥匙而已——箱子里可以什么东西都没有嘛。
上面是对太空量子加密通讯的一个非常粗浅的解释，在专业人士看来不一定完全准确，但应该足够让你明白墨子号是干什么，怎么干的。
但这一切仍是个理论可行，还未在真实世界里验证过的尖端设想。
墨子号的意义
陆地上的量子通讯，倒是已经得到了验证。
包括中国和美国在内的一些国家，早就建立了陆基的量子通讯线路，也就是发射、传输和接收全都在陆地上，通过光纤传输。在中国，“京沪保密线”（北京-济南-合肥-上海量子通讯干线）已经落成，使用了中国量子科学泰斗人物，中科大潘建伟教授研发的中继器，能够顺利将光子传送数百公里的距离。
然而，光纤并非一种良好的光子传播介质。实验室里最好的光纤能承载带宽高达数十 Tbps 的光信号，也能让你在中国的家里用 4k 清晰度观看几秒前里约奥运赛场上的画面，却无法在量子通讯的范畴里完好无损地传播一个光子。效果已经*过了量子加密最低的门槛，但还不够好——你可以理解为，就算导电性能最好的导体也会自带电阻。
事实上，光纤不完美，地面空气也不完美。这让不完美不成活的量子科学家们很是苦恼：视野必须转向太空！
奥地利量子科学家，维也纳大学教授安东·蔡林格（Anton Zeilinger），在量子科学领域比潘建伟教授资历更高，也是潘的导师。他早在 2001 年跟欧洲航天局（ESA）提出要搞量子卫星，遗憾的是经费一直批下不来。
后来中国方面提出并确定了量子卫星计划，蔡林格博士现在同潘建伟教授一起在“墨子号”项目组工作。
最近 ESA 转过神来，决定把自己不输给中国的技术利用起来，也搞一颗量子卫星发到太空里。知乎用户“宋祁朋”介绍，在前面提到的量子通讯具体实现技术上，中欧（主要是法国）之间是两种不同技术并行发展。很难说谁更厉害，但合作起来肯定是棒棒的。
墨子号是科学家的第一次机会，能够去验证前面说的那一大段复杂而又酷炫的技术，究竟只是说说，还是真的能用。更别提卫星发上去了，机器能不能正常运转仍有待“观测”——当然，科学家负责最坏的打算，我们负责最好的期待。
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