中科院王建宇:量子通信天地試驗(yàn)中的七大關(guān)鍵進(jìn)步
8月16日凌晨,中國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心將世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”送入太空軌道,它預(yù)示著人類將首次完成衛(wèi)星與地面之間的量子通信,我國空間科學(xué)研究邁出令人振奮的一步。
量子通信成為近期的熱點(diǎn)之一,9月6日上午在深圳會(huì)展中心舉行的2016全球光電產(chǎn)業(yè)技術(shù)主題大會(huì)上,中國科學(xué)院上海分院黨組書記、副院長王建宇介紹說,量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星與各地面光學(xué)站的跟瞄測試正在緊張進(jìn)行,天地通信通路已經(jīng)建立。
圖1:中國科學(xué)院上海分院黨組書記、副院長王建宇
量子衛(wèi)星和其他衛(wèi)星到底有何不同?
“太不一樣了。”王建宇解釋說,一般的對(duì)地觀測衛(wèi)星,它只要在外空的軌道上被動(dòng)接受來自地球的電磁輻射,就能獲得所需要的圖像數(shù)據(jù),對(duì)地面沒有特殊要求。而量子衛(wèi)星,需要的是天地協(xié)同,必須保障天地之間通信鏈路的暢通。今天衛(wèi)星發(fā)射成功了,但衛(wèi)星是否能圓滿完成實(shí)驗(yàn)任務(wù),還有很長的路要走,不過今天是一個(gè)非常好的開端。
最早量子通信在地面就是在光纖里面做的,因?yàn)楣饫w里面,要比自由空間里面條件好得多,激光一頭進(jìn)去,跑不到外面去的。但是光纖有一個(gè)弱點(diǎn),因?yàn)楣饫w是靠光的全反射,激光在光纖里跑的時(shí)候,它在光纖壁上不斷在反射,有損耗。損耗到一定程度時(shí),量子通信就做不成了。所以用光纖做,距離是有限的,做不成全球的量子通信,而衛(wèi)星就能做到全球的。
利用衛(wèi)星平臺(tái),可以克服地表曲率、沒有障礙物的阻礙。只有5-10公里的水平大氣等效厚度;大氣對(duì)某些波長的光子吸收非常小;大氣能保持光子極化糾纏品質(zhì);外太空無衰減和退相干。
王建宇表示,以前做各種各樣的衛(wèi)星的時(shí)候,一般都有個(gè)參考。但是剛開始做量子通信衛(wèi)星的時(shí)候,我們心里真的是沒底。”王建宇感慨地說,盡管我們經(jīng)手的大大小小的衛(wèi)星研制工作已經(jīng)無以計(jì)數(shù),但量子衛(wèi)星對(duì)于所有參與者都是一個(gè)從未有過的巨大挑戰(zhàn)。
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( 發(fā)表人:章鷹 )