世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”

2016年8月16日1時(shí)40分，我國(guó)“墨子號(hào)”衛(wèi)星在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心搭載長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭成功發(fā)射升空，這是世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星。

“墨子號(hào)”衛(wèi)星質(zhì)量為631kg，運(yùn)行于500km太陽同步軌道，軌道傾角為97.37°，設(shè)計(jì)在軌運(yùn)行壽命2年。該衛(wèi)星包括4個(gè)載荷：量子密鑰通信機(jī)、量子糾纏發(fā)射機(jī)、量子糾纏源、量子試驗(yàn)控制與處理機(jī)。

量子衛(wèi)星于2011年12月立項(xiàng)，是中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)先導(dǎo)專項(xiàng)首批科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星之一?！澳犹?hào)”升空后的未來兩年里，將開展四項(xiàng)實(shí)驗(yàn)任務(wù)以達(dá)成兩大科學(xué)目標(biāo)：一是進(jìn)行經(jīng)由衛(wèi)星中繼的“星地高速量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)”，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行“廣域量子通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)”，以期在空間量子通信實(shí)用化方面取得重大突破；二是進(jìn)行“星地雙向糾纏分發(fā)實(shí)驗(yàn)”與“空間尺度量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)”，開展空間尺度量子力學(xué)完備性檢驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)研究。

除了衛(wèi)星之外，地面上也建設(shè)了四個(gè)量子通信地面站（分別位于河北興隆、新疆烏魯木齊、青海德令哈、云南麗江）以及位于西藏阿里的量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)站，與量子衛(wèi)星共同構(gòu)成天地一體化量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。除此以外，奧地利科學(xué)院和維也納大學(xué)的科學(xué)家也與中國(guó)方面合作，在維也納和格拉茨設(shè)置了地面站。

2016年8月17日11時(shí)56分24秒，中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所所屬中國(guó)遙感衛(wèi)星地面站密云站在第23圈次成功跟蹤、接收到“墨子號(hào)”首軌數(shù)據(jù)?！澳犹?hào)”首軌任務(wù)時(shí)長(zhǎng)約7min，接收數(shù)據(jù)量約202MB，衛(wèi)星數(shù)據(jù)質(zhì)量良好。

首顆量子通信衛(wèi)星是以我國(guó)古代科學(xué)家墨子的名字來命名的，由于墨子最早提出過光線沿直線傳播的觀點(diǎn)，并進(jìn)行了小孔成像實(shí)驗(yàn)，用他的名字命名以紀(jì)念他在早期物理光學(xué)方面的成就。

● 文_ 云行