中科院王建宇:量子通信天地试验中的七大关键进步
2018-01-06
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文章简介：8月16日凌晨,中国在酒泉卫星发射中心将世界首颗量子科学实验卫星"墨子号"送入太空轨道,它预示着人类将首次完成卫星与地面之间的量子通信,我国空间科学研究迈出令人
8月16日凌晨,中国在酒泉卫星发射中心将世界首颗量子科学实验卫星"墨子号"送入太空轨道,它预示着人类将首次完成卫星与地面之间的量子通信,我国空间科学研究迈出令人振奋的一步。
量子通信成为近期的热点之一,9月6日上午在深圳会展中心举行的2016全球光电产业技术主题大会上,中国科学院上海分院党组书记、副院长王建宇介绍说,量子科学实验卫星与各地面光学站的跟瞄测试正在紧张进行,天地通信通路已经建立。
图1:中国科学院上海分院党组书记、副院长王建宇
量子卫星和其他卫星到底有何不同?
"太不一样了。"王建宇解释说,一般的对地观测卫星,它只要在外空的轨道上被动接受来自地球的电磁辐射,就能获得所需要的图像数据,对地面没有特殊要求。而量子卫星,需要的是天地协同,必须保障天地之间通信链路的畅通。今天卫星发射成功了,但卫星是否能圆满完成实验任务,还有很长的路要走,不过今天是一个非常好的开端。
最早量子通信在地面就是在光纤里面做的,因为光纤里面,要比自由空间里面条件好得多,激光一头进去,跑不到外面去的。但是光纤有一个弱点,因为光纤是靠光的全反射,激光在光纤里跑的时候,它在光纤壁上不断在反射,有损耗。损耗到一定程度时,量子通信就做不成了。所以用光纤做,距离是有限的,做不成全球的量子通信,而卫星就能做到全球的。
利用卫星平台,可以克服地表曲率、没有障碍物的阻碍。只有5-10公里的水平大气等效厚度;大气对某些波长的光子吸收非常小;大气能保持光子极化纠缠品质;外太空无衰减和退相干。
王建宇表示,以前做各种各样的卫星的时候,一般都有个参考。但是刚开始做量子通信卫星的时候,我们心里真的是没底。"王建宇感慨地说,尽管我们经手的大大小小的卫星研制工作已经无以计数,但量子卫星对于所有参与者都是一个从未有过的巨大挑战。
