擔(dān)負(fù)多項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)
問：“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星主要的科研任務(wù)有哪些？
答：首先，通過量子衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面的量子密鑰分發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)廣域的量子保密通信。光纖傳輸?shù)倪^程中信號損失相當(dāng)嚴(yán)重，如果人類想實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離量子通信傳輸就必須建立多個安全可信的信號中繼站，這無疑大大增加了信息泄露的幾率?？茖W(xué)家經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，光在穿透大氣層的過程中能量損失僅為百分之二十，利用空間中的量子衛(wèi)星作為地面網(wǎng)絡(luò)的中轉(zhuǎn)站，可以將地面多個城市中建立起的城際量子通信網(wǎng)絡(luò)連接起來，極大地提高量子通信的效率。
其次，“墨子號”還承擔(dān)著對量子力學(xué)本身的基本原理進(jìn)行檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。量子糾纏態(tài)是量子力學(xué)中的一個經(jīng)典現(xiàn)象，量子衛(wèi)星把這個實(shí)驗(yàn)帶到外層空間，將在國際上首次實(shí)現(xiàn)千公里量級的量子非定域性實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，對于人類加深對量子力學(xué)基礎(chǔ)理論的認(rèn)識具有重要意義。
第三，“墨子號”將連接中國和奧地利之間的量子通信網(wǎng)，以證明全球規(guī)模的量子通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)想是可行的。作為建設(shè)“天地一體化”通信網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，“墨子號”量子衛(wèi)星與普通衛(wèi)星相比存在著巨大的差異。發(fā)射升空的量子衛(wèi)星以及多個地面觀測站，共同組成了前所未有的覆蓋地面和空間的巨大實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)。
“墨子號”如何實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位
問：“墨子號”量子通信衛(wèi)星如何保證距離地球表面數(shù)百公里的光信號能夠順利被地面光學(xué)天線接收？
答：作為天地一體化的空間中轉(zhuǎn)站，“墨子號”量子通信衛(wèi)星承擔(dān)著發(fā)射和傳輸光信號的重要任務(wù)，要想保證距離地球表面數(shù)百公里的光信號能夠順利被地面光學(xué)天線接收，難度就好比是“針尖對麥芒”一樣。
由于衛(wèi)星發(fā)射的光信號是極其微弱的單光子級別，在由空間向地面?zhèn)鬏數(shù)倪^程中會受到許多因素的干擾，比如星光、燈光等都將成為干擾信號傳輸?shù)谋尘霸肼?。此外，衛(wèi)星的運(yùn)動速度很快，地面的光學(xué)天線必須時刻緊跟衛(wèi)星的“節(jié)奏”才有可能實(shí)現(xiàn)信號的準(zhǔn)確接收。所以，在“墨子號”量子通信衛(wèi)星的設(shè)計過程中，不僅要克服各種噪聲的干擾保證信號源的穩(wěn)定，同時還要實(shí)現(xiàn)與地面光學(xué)天線的準(zhǔn)確對接。盡管是如同“針尖對麥芒”般苛刻的實(shí)驗(yàn)條件，但是在我國科學(xué)家的不懈努力下，如此不可思議的技術(shù)難題也依然得到了解決。
構(gòu)建廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)
問：作為空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星之一，也是世界上首顆以量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)為目的的科學(xué)衛(wèi)星，量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的研制發(fā)射將帶來怎樣的意義？
答：量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的發(fā)射成功，在國際上率先實(shí)現(xiàn)了高速星地量子通信。結(jié)合地面即將建成的“京滬干線”千公里級廣域量子通信骨干網(wǎng)絡(luò)，可以初步構(gòu)建我國空地一體的廣域量子通信體系，為率先建成全球化的量子通信網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)。
一個天地一體的全球化量子通信基礎(chǔ)設(shè)施建成以后，能為未來的互聯(lián)網(wǎng)提供基于量子通信技術(shù)的安全保障，形成完整的量子通信產(chǎn)業(yè)鏈和下一代國家主權(quán)信息安全生態(tài)系統(tǒng)。
同時，量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的研制也將促進(jìn)空間光通信、空間單光子探測、星地高精度時間同步等技術(shù)的發(fā)展，在量子通信技術(shù)實(shí)用化整體水平上保持和擴(kuò)大國際領(lǐng)先地位，實(shí)現(xiàn)國家信息安全和信息技術(shù)水平跨越式提升。
從原始創(chuàng)新到成果轉(zhuǎn)化
問：您曾在接受媒體采訪時提到，科學(xué)家不僅要關(guān)注原始創(chuàng)新，也要鼓勵成果轉(zhuǎn)化。您認(rèn)為在空間科學(xué)發(fā)展方面剛剛起步的中國，應(yīng)該如何進(jìn)一步推動我國空間科學(xué)發(fā)展與社會科技進(jìn)步？
答：我國以往的空間計劃中，大多是為了應(yīng)用的目的，以科學(xué)家為主導(dǎo)的、特別是以基礎(chǔ)研究為目的的項(xiàng)目尚未形成專門系列?；A(chǔ)和應(yīng)用從來都是相輔相成的，比如我們從事的量子信息研究，正是起源于對量子力學(xué)基本問題的研究，隨著量子調(diào)控技術(shù)的進(jìn)步而產(chǎn)生了包括量子通信在內(nèi)的量子信息科技;在推進(jìn)量子通信技術(shù)的實(shí)用化過程中，產(chǎn)生了發(fā)射衛(wèi)星的需求，使得我們進(jìn)一步發(fā)展技術(shù)，而星地量子通信又為更加深入地檢驗(yàn)量子力學(xué)的基本原理提供了平臺;量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射成功后，又可以推動空間光跟瞄、空間微弱光探測、空地高精度時間同步、小衛(wèi)星平臺高精度姿態(tài)機(jī)動、高速單光子探測等技術(shù)的發(fā)展，如此形成一個良性循環(huán)。
來源：http://mil.huanqiu.com/aerospace/2016-08/9356285.html
