日前，微博認(rèn)證為中國(guó)科學(xué)院高能物理研究所研究員曹俊的網(wǎng)友@曹俊IHEP發(fā)布了這樣一條微博：墨子號(hào)量子衛(wèi)星和地面興隆站進(jìn)行的通信試驗(yàn)，紅光為地面發(fā)射，綠光為墨子號(hào)發(fā)射（感謝韓越陽(yáng)提供照片）。
很科幻、很高大上有木有！
原來(lái)這是世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”與地面進(jìn)行試驗(yàn)的畫面。
微博說(shuō)明為“現(xiàn)任中科院量子信息卓越創(chuàng)新中心副研究員”的網(wǎng)友@九維空間Sturman解釋說(shuō)，照片中的兩束光是信標(biāo)光，對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星的地面兩個(gè)望遠(yuǎn)鏡做高速跟瞄用的，不是用來(lái)做量子通信實(shí)驗(yàn)的光(通信用單光子人們的肉眼也看不到)。綠色532納米從星到地，紅色810納米從地到天。
他說(shuō)，衛(wèi)星和地面站各有一個(gè)望遠(yuǎn)鏡來(lái)收和發(fā)量子通信的單光子，所以需要旁邊用信標(biāo)激光來(lái)瞄準(zhǔn)。
至于為什么照片有紅綠光的效果，@曹俊IHEP補(bǔ)充說(shuō)，曝光200秒，所以看到一條線。
@九維空間Sturman還透露，25日，興隆站和量子衛(wèi)星成功激光光束對(duì)接，26日晚，阿里站和量子衛(wèi)星成功激光光束對(duì)接。這種對(duì)接有多難：500km的軌道高度，第一宇宙速度，200mm口徑的望遠(yuǎn)鏡，難度相當(dāng)于你站在五十公里以外把一枚一角硬幣準(zhǔn)確地扔進(jìn)一列全速行駛的高鐵上的一個(gè)礦泉水瓶里！
據(jù)量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星首席科學(xué)家潘建偉此前介紹，“墨子號(hào)”承擔(dān)著發(fā)射和傳輸光信號(hào)的重要任務(wù)，要想保證距離地球表面數(shù)百公里的光信號(hào)能夠順利被地面光學(xué)天線接收，難度就好比是“針尖對(duì)麥芒”一樣。
他解釋說(shuō)，由于衛(wèi)星發(fā)射的光信號(hào)是極其微弱的單光子級(jí)別，在由空間向地面?zhèn)鬏數(shù)倪^(guò)程中會(huì)受到許多因素的干擾，比如星光、燈光等都將成為干擾信號(hào)傳輸?shù)谋尘霸肼暋４送?，衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)速度很快，地面的光學(xué)天線必須時(shí)刻緊跟衛(wèi)星的“節(jié)奏”才有可能實(shí)現(xiàn)信號(hào)的準(zhǔn)確接收。所以，在“墨子號(hào)”量子通信衛(wèi)星的設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅要克服各種噪聲的干擾保證信號(hào)源的穩(wěn)定，同時(shí)還要實(shí)現(xiàn)與地面光學(xué)天線的準(zhǔn)確對(duì)接。盡管是如同“針尖對(duì)麥芒”般苛刻的實(shí)驗(yàn)條件，但是在我國(guó)科學(xué)家的不懈努力下，如此不可思議的技術(shù)難題也依然得到了解決。
8月16日1時(shí)40分，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭成功將“墨子號(hào)”發(fā)射升空。
“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星是中國(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，其主要科學(xué)目標(biāo)是借助衛(wèi)星平臺(tái)，進(jìn)行星地高速量子密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行廣域量子密鑰網(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；在空間尺度進(jìn)行量子糾纏分發(fā)和量子隱形傳態(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。
除此以外，“墨子號(hào)”還將搭載第二代激光實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用新方法實(shí)現(xiàn)更高的信息傳遞速率。
工程還建設(shè)了包括南山、德令哈、興隆、麗江4個(gè)量子通信地面站和阿里量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)站在內(nèi)的地面科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)，與量子衛(wèi)星共同構(gòu)成天地一體化量子保密通信與科學(xué)實(shí)驗(yàn)體系。
8月17日11時(shí)56分24秒，中科院遙感與數(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、接收到我國(guó)首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”首軌數(shù)據(jù)。
