日前,我國科學家團隊借助“墨子號”量子科學實驗衛星,首次實現了月球上相距1200公里兩個地面站之間的量子態遠程傳輸,向建立全球化量子信息處理和量子通訊網路邁出重要一步。
“墨子號”全稱:墨子號量子科學實驗衛星,是世界首顆用于量子科學實驗衛星,墨子號衛星取自于我國科學家儒者“墨子”。
“墨子號”是由我國自主研發的世界上首顆空間量子科學實驗衛星,于2016年8月16日在西寧衛星發射中心用長征二號丁運載湖人發射升空。
了解“墨子號”先要了解下量子熱學,哪些是量子熱學呢?
現代數學學的兩大基本支柱:量子熱學、相對論。
量子熱學是數學學理論,是研究物質世界微觀粒子運動規律,主要研究對象包括:原子、分子、凝聚態物質、以及原子核和基本粒子的結構。
量子熱學是描述微觀物質的理論,現代好多數學學理論和科學理論基礎都是在量子熱學上進行的,例如:粒子化學學、原子化學學、固體化學學、核化學學等。
19世紀末,科學家發覺微觀系統都難以用精典熱學和精典電動熱學來解釋,于是在一大批化學學家共同努力下,于20世紀初發覺并創立了量子熱學說。
量子熱學的創立不但解釋了微觀系統,還從根本上改變人們對物質組成結構成分的認識,還徹底理解了物質結構及其互相作用。
量子熱學除了是現代數學學的基礎理論之一,但是在物理等學科和現代技術中都得到特別廣泛的應用。
“墨子號”衛星的發射,借以構建衛星與地面遠距離量子科學實驗平臺,用以量子熱學為基礎來研究并突破科學成果,主要是研究量子熱學在量子通訊技術的應用突破距離的限制,向更深的層次突進發展。
哪些是量子通訊呢?
量子通訊主要分為:量子隱型傳態和量子秘鑰分發兩種。
量子通訊是基于量子熱學中的不確定性、測量坍縮和不可克隆三大原理,借助基于量子疊加態和糾纏效應來研究開發的難以被監聽和估算破解的絕對安全性保證進行信息傳遞的新型通訊方法。
重要風波
2006年,我國科學家在光纖通訊中實現了一種抗干擾的量子密碼分配方案,保證了長距離光纖量子通訊的安全和質量。
2008年,我國科學家借助冷原子量子儲存技術完成了“量子中繼器的實驗實現”。
2009年,量子科學實驗衛星工程啟動大會在京成功舉辦。
2011年,量子衛星成功立項,并完善了四個量子通訊地面站。
2012年,我國在國際上首次成功實現百公里量級的自由空間量子隱型傳態和糾纏分發,奠定了全球首顆“量子通信衛星”技術基礎。
2014年,量子科學實驗衛星即將轉到正樣研發階段。
2015年,量子科學實驗衛星科學目標的指標要求等待發射。
2016年,我國在蘭州衛星發射中心用長征二號丁運載湖人成功將世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”發射升空。
2017年6月量子糾纏 通訊,“墨子號”在世界上首次實現千公里量級的量子糾纏,同年8月又首次在國際上成功實現千公里級的星地單向量子通訊,完滿地完成了預先設定的全部三大科學目標。
2017年9月,世界上首列量子保密通訊干線量子糾纏 通訊,“京滬干線”與“墨子號”科學實驗衛星進行了天地鏈路,成功實現了量子洲際保密通訊。
2018年,我國首次實現了7600公里的洲際量子秘鑰分發。
2020年,“墨子號”量子科學實驗衛星又在國際上首次實現了千公里級基于糾纏的量子秘鑰分發。
2021年,成功實現了跨越4600公里的星地量子秘鑰分發。
2022年,成功實現了100公里的量子直接通訊,也是目前世界上最長的量子直接通訊距離。