軍報記者酒泉8月14日電 記者從中國科學院了解到，世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星將于本月中下旬擇機在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。目前，這顆衛(wèi)星發(fā)射前準備工作已經(jīng)基本完成。量子科學實驗衛(wèi)星系統(tǒng)總師朱振才表示，衛(wèi)星各項指標都達到了設計要求，工作狀態(tài)正常，產品狀態(tài)非常好。

太空衛(wèi)星模擬資料圖

“量子科學實驗衛(wèi)星”工作示意圖。

工作人員調試超冷原子光晶格平臺的激光伺服系統(tǒng)。 新華社發(fā)

潘建偉院士演示實用化量子通信產品進行遠距離保密通話。新華社發(fā)

　　從量子科學實驗衛(wèi)星7月初運抵酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心后，相關部門對衛(wèi)星開展了為期20余天的技術區(qū)測試與檢查工作，包括衛(wèi)星的光學性能、電性能以及安裝精度的檢查，為衛(wèi)星供電的太陽能陣帆板也已經(jīng)安裝完畢。

　　記者了解到，作為世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星，其科技含量及精密程度都達到了該研究領域前所未有的高度。因此，衛(wèi)星載荷的安全性極其重要，在衛(wèi)星發(fā)射當天，系統(tǒng)工作人員還將對其進行最后的檢測和狀態(tài)設置的確認。

　　執(zhí)行量子科學實驗衛(wèi)星發(fā)射任務的零號指揮員馮丑明介紹，除了這次衛(wèi)星發(fā)射任務，下半年發(fā)射場還要執(zhí)行天宮二號、神舟十一號飛行任務，發(fā)射任務非常集中，人員和地面設施的壓力都較大。為保證量子科學實驗衛(wèi)星發(fā)射任務順利完成，發(fā)射場已經(jīng)做足了充分準備。

量子通信是什么？

　　量子世界中存在一種類似“心電感應”的現(xiàn)象，即量子糾纏。就好比有些雙胞胎，雖然哥哥在北京，弟弟在上海，當哥哥特別高興時，弟弟也會特別高興；而哥哥特別痛苦的時候，弟弟也會特別痛苦。

　　量子糾纏是指在微觀世界里，有共同來源的兩個微觀粒子之間存在著糾纏關系，不管它們相距多遠，只要一個粒子狀態(tài)發(fā)生變化，另一個粒子狀態(tài)也會發(fā)生相應變化，即兩個或兩個以上的穩(wěn)定粒子間會有強的量子關聯(lián)，但為什么會這樣？科學家們直到今天還沒搞清楚。

　　實驗已證明，具有糾纏態(tài)的兩個光量子無論相距多遠，只要一個發(fā)生變化，另外一個也會瞬間發(fā)生變化。量子保密通信就是利用這個特性實現(xiàn)的，即基于量子糾纏態(tài)的理論，通過量子密鑰傳輸和量子隱形傳態(tài)的方式實現(xiàn)信息傳遞。

　　其過程如下：事先構建一對具有糾纏態(tài)的光量子，將這對光量子分別放在通信雙方，把具有未知量子態(tài)的光量子與發(fā)送方的光量子進行聯(lián)合測量，則接收方的光量子瞬間變化為某種狀態(tài)，這個狀態(tài)與發(fā)送方的光量子變化后的狀態(tài)是對稱的，然后把聯(lián)合測量的信息通過經(jīng)典信道傳送給接收方，接收方根據(jù)接收到的信息對變化的光量子進行幺正變換（相當于逆轉變換），就可得到與發(fā)送方完全相同的未知量子態(tài)。

　　量子通信的關鍵要素是量子密鑰，用具有量子態(tài)的物質作為密碼。在傳遞信息的過程中，量子密鑰一旦被截獲，其自身狀態(tài)會立刻發(fā)生改變，截獲量子密鑰的人只能得到無效信息，而信息的合法接收者也能立刻察覺，直到一把新的密鑰安全無誤地被接收。

量子衛(wèi)星能做什么？

　　我國量子科學實驗衛(wèi)星質量約640千克，由長征-2D運載火箭發(fā)射，運行于500千米太陽同步軌道，軌道傾角為97.37°，設計在軌運行壽命2年。科學家已在相距300千米的地面成功進行了量子糾纏實驗，而量子科學實驗衛(wèi)星將把這個實驗帶到外層空間，連接中國和歐洲之間的量子通信網(wǎng)，旨在建立衛(wèi)星與地面遠距離量子科學實驗平臺，在國際上首次在空間大尺度下實現(xiàn)星地自由空間量子密鑰生成和分發(fā)，以及量子隱形傳態(tài)實驗等。

　　該衛(wèi)星的核心是一個能夠產生成對糾纏態(tài)光量子的晶體，無論它們分開多遠，其性質仍然能糾纏在一起。其第一個任務是發(fā)送這些成對量子中的一方去往在北京和維也納的地面站，并使用它們來生成密鑰；第二個任務是證明這個糾纏可以存在于相隔上千米的粒子之間，因為量子理論預測糾纏一直存在于任何距離；第三個任務是嘗試地面與衛(wèi)星之間量子隱形傳態(tài)，使用通過傳統(tǒng)方式傳輸來的糾纏光量子對及其所攜帶的信息，在一個新位置重建光子的量子狀態(tài)。（趙金龍、記者鄒維榮）