在說“墨子號”之前，讓我們先插入一個引子：

小說《三體》為我們呈現了很多屬于未來的高端技術，這其中最令人印象深刻的恐怕還是——“智子”。

智子是由三體人制造，用于監(jiān)視并鎖死地球的基礎科學，可以從真空中獲取能量，并利用量子糾纏實現瞬時通信。

【問：生產智子總共需要幾步？

?

答：三步。一、將質子低維展開；二、在二維質子上雕刻電路；三、將雕刻好電路的二維質子進行高維折疊。】

最終的形態(tài)，雖然看起來仍然是質子，但因為在其中雕刻了電路，因而它變成了一個“智能質子”，也就是“智子”。

將兩個智子建立量子鏈接，利用量子糾纏，即可實現智子間的“實時通訊”。

這里智子的“實時通訊”顯然區(qū)別于我們當下的電磁波通訊，畢竟三體星球和地球有著4光年的距離，假設電磁波不衰減，在地球上發(fā)條短信，三體人也要4年后才收到。

而處于糾纏狀態(tài)的“智子”才能實現真正意義的“實時通訊”。

接下來就該講“墨子號”了，墨子號量子衛(wèi)星就是為了實現“量子通訊”而研制并進行試驗研究的。

在量子通信研究領域，如何長距離傳輸糾纏光子是首要難題?？茖W家們曾試驗利用光纖來傳遞光子，但超過150英里，信號就會失效，這種性質使得量子密碼在全國或者世界范圍內傳遞消息時起不到什么作用。

因此，利用衛(wèi)星來進行長距離的量子傳送，就成了科學家們主攻的方向。這樣的量子衛(wèi)星的主要應用目標是通過衛(wèi)星和地面站之間的量子密鑰分發(fā)，實現星地量子通信，并通過衛(wèi)星中轉實現可覆蓋全球的量子通信。

“墨子號”量子衛(wèi)星也就是這一理念之下的產物。

“墨子號”于2016年8月16日發(fā)射升空，由中國科學院量子信息與量子科技前沿卓越創(chuàng)新中心主導完成。

而在墨子號升空整整10個月之后，即今年的6月15日，《科學》雜志以封面論文形式，報道中國“墨子號”量子衛(wèi)星首次實現上千公里量子糾纏的消息，相較于此前144公里最高量子傳輸距離紀錄，這次兩個地面站之間的距離達到1203公里。

量子通訊技術究竟有哪些好處？

首先，是傳輸速度快，或者說傳輸零時差。如我們前面提到的“智子”，通過量子糾纏實現“即時通訊”。

其次，是保密性能好。這里套用一下關于量子力學的經典故事——薛定諤的貓。即貓關在盒子里，而盒子里的放射性毒藥只有50%放射的可能，所以貓是活著還是被毒死都是50%的概率。

如果我們不打開盒子，那么貓就是既是死的又是活的。當然打開盒子我們就知道，貓最終的狀態(tài)了，但是按量子物理的解釋：這種死或活著的狀態(tài)是人為觀察的結果，也就是人的宏觀干擾使得貓變成了死的或者活的了，并不是盒子蓋著時的真實狀態(tài)，同樣，微觀粒子在不被“干擾”之前就一直處于“死”和“活”兩種狀態(tài)的疊加，也可以說是它既是“0”也是“1”。

而我們電腦的信息就是通過二進制來保存和傳遞的，也就是說，我們當下手段傳遞信息是0或者1，可利用量子通信，這樣的信息就是0和1的疊加態(tài)，如果要人為解密，反而由于人的宏觀干擾，而使原本的信息遭到破壞。

總而言之，量子通訊技術就是這樣——傳輸效率無與倫比，保密性能無懈可擊。而“墨子號”實驗衛(wèi)星就為我們實現量子通訊打開了關鍵的一步。

量子衛(wèi)星首席科學家潘建偉曾談到：“隨著中國科技的迅猛發(fā)展，相信量子通信將在不到10 年的時間里輻射千家萬戶。期盼在我有生之年，能親眼目睹以量子計算為終端、以量子通信為安全保障的量子互聯網的誕生。我相信中國科學家們做得到?！?/p>

《華爾街日報》將“墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星作為中國創(chuàng)新能力提升的重要標志，并針對中國科技的高速發(fā)展給出了標題為“沉寂了一千年，中國誓回發(fā)明創(chuàng)新之巔”的專題文章。

無疑，量子通信是影響未來的重大專利技術，而中國已經走在了世界的前面。