欧洲杯买球软件-世界首颗量子卫星发射!听听首席科学家怎么说

发布时间:2021-07-12    来源:欧洲杯买球软件 nbsp;   浏览:33440次
本文摘要:随着中国上升的世界上第一颗量子科学实验卫星墨子号的成功上升,中国成为世界上第一个建立卫星和地面之间量子通信的国家,中国建立天地一体化量子通信网络的可行性建设,也成为量子通信领域的中国最强音。

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随着中国上升的世界上第一颗量子科学实验卫星墨子号的成功上升,中国成为世界上第一个建立卫星和地面之间量子通信的国家,中国建立天地一体化量子通信网络的可行性建设,也成为量子通信领域的中国最强音。作为迄今为止唯一被严格证明是无条件安全的通信方式,量子通信技术在金融、军事和政务等领域的应用备受瞩目,美国、日本等国家也开始了相关的研究计划。这次墨子号的上升,使我国在量子通信领域的世界领先地位更加稳定。世界上第一颗量子卫星的独特之处在哪里?墨子号分担了什么科学任务?量子卫星是如何构建对麦芒般的正确定位的?预言地面光纤量子通信网络京沪干线建设完成,中国将建立世界上第一个广泛的量子通信系统,人类进入量子信息的新时代,意味着安全性的信息传为社会变革流通了新的发展能量,更多关于量子卫星的最近独家报道,我们邀请了中国科技大学常务副校长、中国科学院量子科学实验卫星领导专家潘建伟进行了专题采访。

独一无二的量子卫星,墨子号量子科学实验卫星是中科院空间科学先导专业前四颗科学卫星之一,是时隔暗物质颗粒观测卫星悟空、微重力返航式科学实验卫星实践中十天后的第三颗科学实验卫星,其主要任务是积极开展基于卫星台的域量通信力学基础原始检测。明确的科研任务是什么?潘建伟对此次墨子号量子实验卫星的主要科研任务有三个:首先,通过量子卫星构筑卫星和地面量子钥匙发送,构筑广域量子保密通信。潘建伟表示,要通过发射卫星打造天地之间的量子通信网络,因为地面信号的传输主要是以光纤为媒介,而光纤传输过程中信号损失相当严重,实验指出光纤传输的量子通信号在200公里以后完全被吸收,如果人类想要构建远距离的量子通信传输,必须建立多个安全可靠的信号中继站,这无疑大大提高了信息泄露的概率。

科学家们经过研究发现,光在破坏大气层的过程中能源损失只有20%,也就是说天地之间的几千公里到几万公里的距离,光在其间传输的损失比地面光纤网络传输的损失高。利用这个原理,人类可以利用空间中的量子卫星作为地面网络的中转站,连接地面多个城市建立的城际量子通信网络,大幅度提高量子通信的效率。其次,墨子号还分担了对量子力学本身基本原理开展检验的实验任务。量子纠结状态是量子力学中的一个经典现象,即在多粒量子系统中,一对具有量子纠结状态的粒子,即使距离很远,其中一个状态变化时,另一个状态也不会立即适当变化。

这种现象被称为量子非定域性,多次被爱因斯坦等批评量子力学理论的完善性,引起了多年的争论和迄今为止的各种检查。科学家们在地面上以100公里的距离顺利检查了量子的非定域性,但是还没有进行严格的无漏洞的终极检查。量子卫星将该实验带回外层空间,国际上首次要求构建千公里量级量子非定域实验检查,对人类加剧量子力学基础理论的理解具有最重要的意义。

第三,墨子号将中国和奥地利之间的量子通信网络连接起来,证明世界规模的量子通信网络设想是不现实的。这也是中国在量子通信领域积极开展的第一次大型国际合作,潘建伟也应对,未来中国将积极与更好的国家合作,共同推进量子通信领域的变革与发展。潘建伟还解释说,作为建设天地一体化通信网络的最重要组成部分,墨子号量子卫星与普通卫星没有很大差异。

升空的量子卫星和建在地面上的多个地面观测站,共同构成了前所未有的复盖面积地面和空间的巨大实验网络。图1量子保密通信原理图,针尖对麦芒的正确定位,墨子号量子通信卫星作为天地一体化的空间中转站,分担了上升和传输光信号的最重要任务,如何确保离地球表面数百公里的光信号需要成功地接管地面光学天线,潘建伟形象化地说明,其中涉及的重要实验技术的可玩性只是针尖麦芒。

潘建伟解释说,由于卫星升空的光信号是暗的单光子水平,在从空间向地面传输的过程中不会受到很多因素的阻碍,例如星光、照明等会成为干扰信号传输的背景噪音。另外,卫星的运动速度快,地面的光学天线必须随着卫星的节奏构筑信号的正确接管。

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因此,在墨子号量子通信卫星的设计过程中,不仅要解决各种噪声阻碍,确保信号源的稳定性,还要构建与地面光学天线的正确访问。虽然像针尖对麦芒一样严格的实验条件,但在我国科学家的不懈努力下,这样困难的技术问题也得到了解决。

图2量子通信卫星概念图,保密通信的京沪干线,被称为京沪干线的地面量子通信网络,是天地一体化量子通信网络的地面构成部分。关于京沪干线的建设原理,潘建伟说明,在建设地面量子通信网络的工程中,主要应用集中在城市范围内,连接城市间的城市域网构筑城市间量子通信是很重要的。据介绍,目前的技术只需要超过点对点100公里的量子通信,因此必须通过创建可靠的中继站点来发挥信息运输的发展,连接距离数百公里的两个城市的量子通信网络。

已经建立的北京、济南、合肥、上海四个量子通信城域网,在可靠的转播合作下,通过光纤串联,包括量子通信的京沪干线。未来不会在各城市建设光学天线接管卫星的信号。随着墨子号码的成功,地面京沪干线与空间量子卫星的联合包括复盖面积世界的广域网络,充分利用卫星复盖面积的广域性和光纤入口的便利性,确实构筑了天地一体化的量子通信。

图3广域量子通信网络示意图开启量子通信新时代,随着量子卫星的上升和下半年京沪干线的完成,中国广域量子通信系统为首次完成全球化的量子通信卫星网络奠定了基础,人类将构筑全球卫星和地面之间的首次量子通信。天地一体化的量子通信网络铺设,经过30多年的量子信息研究,也进入了深化应用的时代。未来,量子通信只是一种全新的加密通信手段,将成为新一代信息网络安全解决方案的重要技术和越来越广泛的电子服务安全基础,成为确保未来信息社会可靠、不道德的最重要基础之一。

在不久的将来,量子通信技术可能会像手机和电脑一样进入普通人的家。


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