陈丹的博客16日凌晨1时40分，全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”从我国酒泉卫星发射中心升空。“墨子号”承载着在国际上率先探究星地量子通信可能性的使命，并将首次在空间尺度验证已有百年历史的量子理论的真实性。中科院上海光机所研制的空间高速相干激光通信载荷搭载量子卫星发射升空，将开展卫星与新疆、北京地面站之间的高速相干激光通信技术验证。这将是我国首次开展空间高速相干激光通信试验，标志着我国初步具备研制星间相干激光通信载荷的能力。
空间高速激光通信技术用于实现星间、星地高速数据传输，可克服高分辨率卫星成像数据传输有限的瓶颈，是空间数据中继、星间组网的重要手段，也是一项国内外航天界高度关注的前沿高科技技术。
量子卫星相干激光通信载荷指挥、中科院上海光机所副所长陈卫标表示，相干探测激光通信，具有灵敏度高、白天可工作等技术优点，特别适用于空间超远距离（数万公里）卫星间的高速激光通信。相对第一代几十、数百兆/秒速率的直接探测激光通信技术，第二代空间相干激光通信技术速率可达数千兆/秒，乃至数万兆/秒，成为国内外星间数据中继的主流方案。
据了解，2005年，中科院上海光机所开始空间相干激光通信技术的研究。2012年，在中科院支持下，启动相干激光通信在轨技术验证项目。通过3年多技术攻关，突破了星载高频率稳定人眼安全波段的光纤激光器、高速相干信息编码调制、高灵敏度相干接收、大容量实时数据处理等系列关键技术，目前已经完成星载相干激光通信发射终端和地面相干激光通信接收终端的研制工作，单路通信具备星地5.12千兆/秒速率的通信能力。
解读
量子互联网时代即将到来
中国科学院院士、量子卫星首席科学家潘建伟说，“墨子号”发射以后，如果效果达到预期，下一步还计划发射“墨子二号”“墨子三号”。“单颗低轨卫星无法覆盖全球，同时由于强烈的太阳光背景，目前的星地量子通信只能在夜间进行。要实现高效的全球化量子通信，还需要形成一个卫星网络。”
未来，一个由几十颗量子卫星组成的“灿烂星群”，将与地面量子通信干线“携手”，支撑起“天地一体”的量子通信网。
到2030年左右，中国力争率先建成全球化的广域量子保密通信网络。在此基础上，构建信息充分安全的“量子互联网”，形成完整的量子通信产业链和下一代国家主权信息安全生态系统。
“安全的通信是属于我们的，但是科学研究是面向全世界开放的。”潘建伟透露，第一个开放的项目是与奥地利科学院合作，实现北京和维也纳之间的洲际量子保密通讯，之后将和更多国家合作开展量子信息技术方面的研究。
“随着中国科技的迅猛发展，我相信量子通信将在10年左右时间辐射千家万户。期盼在我有生之年，能亲眼目睹以量子计算为终端、以量子通信为安全保障的量子互联网的诞生。”潘建伟说，“我相信中国科学家们做得到。”
答疑
何为量子隐形传态？
潘建伟喜欢用孙悟空的“筋斗云”来比喻量子隐形传态：“在古典四大名著之一的《西游记》里，孙悟空一个‘筋斗云’就能越过十万八千里。明朝的作家吴承恩怎么也不会想到，几百年后科学家已经在微观粒子层面的实验上验证了‘筋斗云’这种超能力的可实现性。利用量子纠缠发展出的量子隐形传态，可以将物质的未知量子态精确传送到遥远地点，就像孙悟空的‘筋斗云’一样，可以实现从A地到B地的瞬间传输。”
何时“飞入百姓家”？
潘建伟说，“墨子号”发射后，如果效果达到预期，下一步还计划发射“墨子二号”“墨子三号”等，形成“量子星群”。量子通信估计还需10至15年才能进入百姓生活，届时网上银行、手机支付、信用卡等就再也不怕被盗号、泄密了。
量子计算机能有多快？
量子卫星首席科学家潘建伟介绍，将来只要实现了能操控100个粒子的量子计算机，在某些特定功能上就比现在最快的“太湖之光”快百亿亿倍。“如果给每个中国人分十亿台‘太湖之光’，会多大程度上改变我们的生活？”他说，量子科技的未来充满想象力。
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