世界首颗量子科学实验卫星发射成功 多项技术来自上海
[新民晚报·新民网]今天凌晨1时40分，酒泉卫星发射中心，我国使用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空，“墨子号”开始首次星际航行，也开启了人类探寻星地通信的新征途。被称为信息安全领域“完美密钥”的量子通信方式，由此率先在中国打下了坚实的基础。其中，多项关键技术来自“上海科创”多年提前布局和潜心钻研的成果。
“墨子号”量子卫星上的载荷由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，卫星平台则由上海微小卫星工程中心担纲研制，量子通信地面站建设由中科院上海光学精密机械研究所参与承担。
“墨子号”主要有4个有效载荷：量子密钥通信机、量子纠缠源、量子发射机、量子实验控制与处理系统。其中，量子纠缠源的个头只有机顶盒一般大，就能满足空间科学实验的要求，不仅达到了国际最好指标，而且成功实现了小型化。量子携带信息改变的出错率不可超过3.5%，卫星与地面之间的时间误差不能超过1纳秒。这意味着，从天上每秒发下1亿个光子，地面可以数出在何时接收到了哪一个光子。
除了发射1颗量子卫星，量子科学实验卫星工程还建设了包括南山、德令哈、兴隆、丽江4个量子通信地面站、阿里量子隐形传态实验站在内的地面科学应用系统，与量子卫星共同构成天地一体化量子科学实验系统，相当于构建起了一个60万平方公里的人类最大实验室。据实验设想，南山站和兴隆站未来将与量子卫星密切配合，完成单站星地高速量子密钥分发实验，并建立广域量子通信网络演示实验；当量子卫星飞过南山站与德令哈站，德令哈站与丽江站之间时，可进行双站星地量子纠缠分发实验；当量子飞过阿里站上空时，实验站可向卫星发射纠缠光子，完成地星量子隐形传态实验。要完成这许多实验，就仿佛从上海打一束激光到北京，目标微小到某一棵树，而且激光与目标的误差不能超过5米。不仅如此，“墨子号”的飞行时速高达27000公里，卫星飞跃各站点时，开展实验的时间只有不到10分钟。
为此，上海科学家们费尽心思，巧妙设计。上海微小卫星工程中心为“墨子号”进行了可由蓄电池供电的一体化设计：这颗重量只有631公斤的小卫星，载荷重量超过了200公斤，而长期功耗却不到500瓦。卫星载荷团队不仅完成了最好的量子纠缠光源，而且让星地连接起的狭窄激光通道中可容5组激光同时工作。