量子科學(xué)衛(wèi)星“墨子號”在進(jìn)行太陽翼展開試驗(yàn)

　　我國即將發(fā)射的全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星被正式命名為“墨子號”。量子衛(wèi)星首席科學(xué)家潘建偉院士說，墨子最早提出光線沿直線傳播，設(shè)計了小孔成像實(shí)驗(yàn)，奠定了光通信、量子通信的基礎(chǔ)。以中國古代偉大科學(xué)家的名字命名量子衛(wèi)星，將提升我們的文化自信。

　　發(fā)布

　　量子衛(wèi)星被命名為“墨子號”

　　記者15日從中科院獲悉，我國即將發(fā)射的全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星被命名為“墨子號”。

　　“關(guān)于這顆衛(wèi)星的命名，我們考慮了好久?！绷孔涌茖W(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星首席科學(xué)家潘建偉院士說，最終命名為墨子，緣起于已故著名教育家、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)老教授錢臨照。

　　據(jù)了解，錢臨照作為老一輩光學(xué)、科技史研究者，早年對墨家經(jīng)典著作《墨經(jīng)》有過深入研究，發(fā)現(xiàn)其中有不少與現(xiàn)代科學(xué)知識相通的記載，比如墨子在《墨經(jīng)》中提出的“光學(xué)八條”。

　　“墨家邏輯是全球三大古老邏輯體系之一，而邏輯體系是科學(xué)的基礎(chǔ)。”潘建偉說，墨子在兩千多年前就發(fā)現(xiàn)了光線沿直線傳播，并設(shè)計了小孔成像實(shí)驗(yàn)，奠定了光通信、量子通信的基礎(chǔ)。

　　據(jù)了解，作為中科院空間科學(xué)戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項首批科學(xué)衛(wèi)星之一，量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星將在國際首次開展星地高速量子密鑰分發(fā)、空間尺度的量子隱形傳態(tài)等多項實(shí)驗(yàn)。目前量子衛(wèi)星發(fā)射前的準(zhǔn)備工作已基本完成。

　　計算

　　魔法般的高速計算

　　專家介紹，量子計算利用量子態(tài)的疊加性質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)計算能力的飛躍。現(xiàn)在計算機(jī)的運(yùn)算單位比特只有0和1這兩種狀態(tài)，但量子計算機(jī)中可以處在0和1的疊加態(tài)上。如果操縱100個量子，其計算能力可能比“天河二號”快百億億倍?！疤旌佣枴毙枰?00年計算的難題，量子計算機(jī)只需0.01秒。

　　如果將未來的量子計算機(jī)比作大學(xué)教授，今天所謂超級計算機(jī)的能力甚至還比不上剛上幼兒園的小班兒童。

　　未來的量子計算機(jī)與今天的超級計算機(jī)，就像大學(xué)教授與幼兒園的兒童。這么快的運(yùn)算速度，將使人類的日常生活大大改變。例如在公共安全領(lǐng)域，量子計算可以瞬間處理監(jiān)控數(shù)據(jù)庫中60億人次的臉部圖片，并實(shí)時辨別出一個人的身份;在公共交通領(lǐng)域，量子計算能夠迅速對復(fù)雜的交通狀況進(jìn)行分析預(yù)判，從而調(diào)度綜合交通系統(tǒng)最大限度避免道路擁堵;在氣象預(yù)測方面，量子計算能夠?qū)x器檢測數(shù)據(jù)結(jié)合模型全面預(yù)測分析，從而實(shí)現(xiàn)更高精準(zhǔn)度的天氣預(yù)報??

　　中國科學(xué)院院士潘建偉說，要做出通用的量子計算機(jī)，可能還很遙遠(yuǎn)，也許30年或更長，但是只是對某一種計算功能算得比較好的量子模擬機(jī)器估計5到10年就有望出現(xiàn)。

　　通信

　　“不可攔截”的密鑰

　　量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的另一個任務(wù)是進(jìn)行量子通信實(shí)驗(yàn)，這是量子糾纏應(yīng)用領(lǐng)域中比較接近現(xiàn)實(shí)的一個。它的要點(diǎn)是特別安全，傳統(tǒng)竊聽手段原則上對量子通信沒有用。加密的信息好比上了鎖的箱子，用特定的鑰匙才能打開。以當(dāng)前的加密技術(shù)，只要付出足夠的努力，鑰匙理論上是可以攔截到的，只看效率高不高罷了。

　　潘建偉說，量子通信的關(guān)鍵要素是“量子密鑰”，量子密鑰就是在A和B之間共同生成一串只有他們兩邊知道的隨機(jī)數(shù)，然后用這個隨機(jī)數(shù)來加密。量子密鑰一旦被截獲或者被測量，其自身狀態(tài)就會立刻發(fā)生改變。截獲量子密鑰的人只能得到無效信息，而信息的合法接收者則可以從量子態(tài)的改變中得知量子密鑰曾被截取過。

　　引領(lǐng)

　　中國將引領(lǐng)量子通信技術(shù)

　　對中國正在高速發(fā)展的量子通信領(lǐng)域來說，2016年將是具有里程碑意義的一年。

　　如果衛(wèi)星成功運(yùn)行，中國將在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信，并結(jié)合地面已有的光纖量子通信網(wǎng)絡(luò)，初步構(gòu)建一個廣域量子通信體系。

　　潘建偉說，量子保密通信“京滬干線”將在2016年下半年全線開通，將應(yīng)用于金融、電子、政務(wù)等多方面領(lǐng)域的信息傳輸。據(jù)介紹，“京滬干線”項目是連接北京、上海的高可信、可擴(kuò)展、軍民融合的廣域光纖量子通信網(wǎng)絡(luò)，中間還有合肥、濟(jì)南等重要節(jié)點(diǎn)，全長2000余公里，屬世界首例。

　　潘建偉說，如果說“京滬干線”像連接地面每個城市、每個信息傳輸點(diǎn)的“網(wǎng)”，量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星就像一桿將這張網(wǎng)射向太空的“標(biāo)槍”。當(dāng)這張縱橫寰宇的量子通信之“網(wǎng)”織就，海量信息將在其中來去如影，并且“無條件”安全。

　　在潘建偉的設(shè)想中，量子通信有望在10年左右的時間走進(jìn)千家萬戶，每家每戶的網(wǎng)上銀行、網(wǎng)絡(luò)支付、手機(jī)支付等，都能享受到量子通信所帶來的安全性保障。