世界首颗量子科学实验卫星将发射：绝对安全的通信保密？

据悉，8月中旬，中国将发射首颗量子科学实验卫星，利用量子纠缠加强人类保密通信。理论上说，这或将能实现绝对安全保密通信。

所谓量子纠缠，就是爱因斯坦说的“幽灵般的超距离作用”——两颗光子无论相距多远，都会处于“一个变化，另一个亦随之同步变化”的纠缠状态。因此，一对量子纠缠的光子可以被当作钥匙分发给任何两地，A的光子发生变化，B也会马上心灵感应，呈现出同样的变化。这样一来，不管发送什么密电通信，两地受到的信息都会一样，外人想要篡改、盗取则几乎不可能。

操作原理来说，量子科学家通过操纵激光发生器，让一个光子分为两个纠缠的光子。据了解，经过20年的潜心研究，中科大潘建伟教授等科学家发明了能够长时间（毫秒级）存储量子的中继器。有了这个中继器，人类发传送纠缠光子的距离超过一百公里。据悉，中国的“北京—济南—合肥—上海”量子通信干线已经建立。

说回这颗即将发射的卫星。据悉，即将发射的中国量子卫星质量约600千克，由长征—2D火箭运载，运行于500千米太阳同步轨道。卫星将携带一块晶体来制造激光和一对纠缠光子，并将他们分发到两个地面站。经过编码的光子将被发射到地面，由地面系统负责接收。由于无论是近地面空气还是光纤玻璃都容易阻挡和吸收光子，因此到时将采取跨越大气层的卫星量子通信方案，来避免上述阻碍。

量子卫星的两个激光器必须分别瞄准两个地面站，精度极高，被称为“针尖对麦芒”。为了让单个光子传送数百公里，穿越大气还能钻进地面接收器，中国量子卫星必须时刻矫正位置，控制传输错误率。

近两年，意大利、新加坡和英国的科学家曾利用卫星探索天地量子通信的可行性，为量子保密通信打下了基础，接下来，中国将通过发射量子通信卫星来验证整个量子保密通信流程。

原文发布时间为：2016-11-14
本文作者：温晓桦
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