"墨子号"成功发射 上海开启量子科学研究"小宇宙"
图片说明：“量子科学实验卫星”工作示意图。
东方网记者解敏8月16日报道：今天，备受瞩目的中国首颗量子科学实验卫星“墨子号”在酒泉卫星发射中心成功发射升空。“墨子号”卫星系统由中国科学院上海微小卫星工程中心、中科院上海技术物理研究所和中国科学技术大学共同研制，是我国发射的首颗量子科学实验卫星，同时也是世界上首颗量子卫星。成功发射后，它将在全球率先实现高速星地量子通信。那么，量子究竟是什么？量子卫星的发射将为我们的生活能带来哪些改变呢？
什么是量子？
量子一词来自拉丁语（quantum），意为“有多少”，代表“相当数量的某物质”。量子最早由德国物理学家普朗克在1900年提出。量子并不是一种粒子，而是指最小的、不可再分割的能量单位。例如，“光的量子”是光的单位。而延伸出的量子力学、量子光学等更成为不同的专业研究领域。
量子所特有的“分身”和“纠缠”两大特性，注定了他的与众不同。量子的“分身术“又被称为量子叠加，一个量子可以同时以好几种状态存在。这一特性可以帮助计算机实现并行计算。如果我们分解一个300位的大数，用现在的计算机，需要15万年，用量子的叠加效应并行运算，只要一秒钟就可以算出来。
量子除了能够“分身”还能“心灵感应”，如果两个相似的量子距离足够近，就会发生纠缠，他们就好像一对有心灵感应的双胞胎一样，能“感知”和影响对方的状态。不管物体之间的距离有多远，都能“感知”和影响对方的状态。量子通信就是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式。
图片说明：“量子科学实验卫星”模型
量子卫星有什么用？
随着通信的飞速发展，信息传送安全成为人们日益关心的问题。在保密通信领域，量子通信是迄今为止唯一被严格证明“无条件安全”的通信方式。通过量子通信，人们可以从根本上解决国防、金融、政务、商业等领域的信息安全问题。
传统的通信加密和传输安全都是依赖于复杂的算法，但是只要对方的计算能力足够强大，再复杂的保密算法都能够被破解，所以都不能够做到绝对安全。量子通信能实现卫星和地面之间绝对安全的通讯，这是由量子自身的特性所决定的。作为光的最小颗粒，单个的光量子在传输信息的时候具有测量不准、不可克隆等性质，这些特性构成了量子通信安全的基石。量子通信又称为量子密钥分发，原理上都是无条件安全的，哪怕计算能力再强，也是破解不了的，因此被称为“绝对保密”。此次发射成功标志着我国在世界上率先实现全球化的量子保密通信，未来或有助于建立一个极其安全的全球通信网络。
量子卫星发射升天后如何工作？
成功发射的这颗量子卫星是一个立方体，高1.7米左右、重640公斤，内部构造分成上下两层：下层是卫星的常规装置，上层是和实验相关的量子卫星的核心装置。这些装置主要参与量子卫星实验中的一些核心部件，将同地面实现与量子相关的一系列实验。
由于量子信号的携带者光子在外层空间传播时几乎没有损耗，如果能够在技术上实现纠缠光子在穿透整个大气层后仍然存活并保持其纠缠特性，人们就可以在卫星的帮助下实现全球化的量子通信。
图片说明：量子纠缠
上海在量子科学领域做了些什么？
在首颗量子科学实验卫星发射后，我国还将陆续发射多颗量子卫星，力争在2030年前后率先建成全球化的广域量子保密通信网络。量子技术被称为是下一个科技拐点，也被认为是继互联网技术之后，最有可能引发军事、经济、社会领域又一次重大革命的关键技术。为抓住量子技术发展契机，推进科创中心建设，上海已将“量子通信”列入科创中心“22条”意见明确的重大战略项目。并在“十三五”科技创新规划中，将“量子材料与量子通信”作为其中的重要战略方向作了部署。
复旦大学拥有与量子调控直接相关的国家重点实验室有1个，教育部重点实验室有2个，共计已承担科技部量子调控国家重大科学研究计划项目7项，并承担了量子调控领域重大科研仪器研发项目“电子自旋和自旋极化电流的时空演化成像系统”。华东师范大学的精密光谱铺学与技术国家重点实验室，长期从事精密测量领域研究，用量子力学的基本原理规律开展基因测量，并应用在了精确定位、导航、精确打击等多个方面。
自2003年以来，上海已累计投入近1.2亿元，支持量子方向相关项目200多个。例如2008年布局了“空间尺度量子实验关键技术”，与此次量子卫星实验密切相关；近年又以重大研究计划的形式，对量子计算等未来重要方向进行了前瞻部署。同时，高度关注人才培养，在上海市自然基金中专门设立针对40岁以下青年人才的“量子调控”探索类项目，为支持该方向后备人才发展建立了绿色通道。