全球首颗量子卫星炼成记：墨子号”打造保密通信新产业

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8月16日凌晨1点40分，世界上第一颗搭载长征二号运载火箭的量子科学实验卫星——墨子在酒泉卫星发射中心成功升空。

消息一出来，就引起了一片欢腾，各种媒体都被量子卫星成功推出:“墨子”相关新闻很快登上了各种社交网站的热门搜索名单；朋友圈称赞“墨子”的成功推出；各种科技公开号的科普文章也开始解读这种“黑色技术”...

在采访了业内人士后,《21世纪经济报道》记者了解到，这颗量子卫星的主要科学目的是进行卫星与地面之间的高速量子密钥分配实验，并在此基础上进行广域量子密钥网络实验，以便在空.之间量子通信的实际应用中取得重大突破简而言之，量子卫星用于量子通信，具有更强的保密性和更短的时间，可以避免传统通信受传播网络限制、耗时更长、容易被截获的问题。

“量子通信是唯一被严格证明是无条件安全的通信方法。量子是不可分割的，不能被克隆，因此它可以确保加密的内容不被破译，这可以从根本上确保信息安全，保护全人类的隐私。”量子科学实验卫星项目首席科学家潘建伟说。

接受采访的业内人士和投资者认为，量子卫星上天是构建中国天地一体的量子通信网络的重要组成部分，也可以在一定程度上降低量子通信产业化发展的成本。

《墨子》的记载

量子是物理学中最小的不可分割的基本单位。由于其状态未知，因此无法克隆，从而保证了信息的安全性。量子卫星的发展不仅具有科学实验的目的，而且为建立一个极其安全的全球通信网络奠定了基础。

目前，量子卫星的发射在世界上尚属首次。对于这颗名为墨子的量子科学实验卫星，潘建伟院士表示，墨子首先提出光应该沿直线传播，并设计了针孔成像实验，为光通信和量子通信奠定了基础。以中国古代伟大科学家墨子的名字命名量子卫星，将增强文化自信。

《21世纪经济报道》记者梳理了墨子号的发射过程，发现中国自主研发的世界第一颗量子科学实验卫星历时十余年，从最初酝酿、早期技术储备到成功发射。

从2003年量子科学实验卫星的构想提出，到2011年量子科学实验卫星项目正式启动，再到2015年他领导的量子通信应用关键技术——“多光子纠缠和干涉测量”获得国家自然科学奖一等奖，潘建伟院士在量子科学领域步履艰难、稳步前进。

事实上，自去年底以来，量子卫星的“鼓点”开始迅速敲响:2015年12月，为实现科学目标，完成了星地光学对接试验；2016年7月，量子卫星和长征二号丁火箭从上海运抵酒泉；2016年8月16日清晨，墨子成功上市。

然而，这仅仅是开始。

对于普通卫星来说，只要它成功地升起空，就意味着至少一半的成功，但是对于量子卫星来说，在发射空之后，卫星将会在太空.的地面上

具体来说，有四个量子通信地面站(南山、德令哈、兴隆和丽江量子通信地面站)和一个空量子隐形传态实验站(阿里量子隐形传态实验平台)。在中国科技大学量子科学实验卫星控制中心的指挥调度下，完成了四项重要的科学实验:星地高速公路

如果墨子成功运行，中国将在世界上首次实现卫星与地面的量子通信，并结合地面现有的光纤量子通信网络初步构建广域量子通信系统。

工业应用逐渐广泛

那么，量子通信技术和现有的经典通信方法有什么区别呢？许多接受采访的专家表示，量子通信的巨大价值在于数据的保密性，这种保密性是无条件窃听和不可破译的。量子通信作为一种绝对保密和安全的通信手段，其更重要的意义在于防范仍在开发中的量子计算机，因为其运算速度极快，很容易破解传统通信。

中国科学院量子信息与量子技术前沿创新卓越中心和中国科技大学上海研究院的副研究员张文卓写道，发射量子卫星的原因是基于卫星等航天器的量子通信具有地面光纤量子通信网络无法比拟的优势。例如，它可以突破量子通信专用光纤无法在许多地方铺设的障碍。

九州量子董事长郑从产业化的角度分析，量子卫星发射成本可以优化，以降低原有网络布局的成本。例如，如果新疆想要连接全国，它需要在许多地区铺设地面网络，这相对不经济，而卫星可以解决这样的成本问题。此外，“墨子”是中国发射的第一颗量子科学实验卫星，将为未来发射数十颗卫星积累经验，降低未来发射卫星的成本。

从目前的应用领域来看，量子通信的商业化主要体现在数据保密方面，如网上银行数据的远程容灾应用、金融机构信息数据采集应用、金融信息交易应用、同城银行的数据生产和容灾应用。

简而言之，由于高成本，量子通信的应用范围仍然有限，主要针对对数据安全性有较高要求的“刚性”用户。另一方面，如果不能形成大规模应用，再加上前期在R&D的巨额投资成本，产品的单价和成本将难以直接降低。

然而，许多业内人士预测，随着未来通信领域的逐步更新和技术的普及，成本将会下降。

从工业应用时期来看，量子通信的应用还处于初级阶段，主要受到地面量子通信干线有限布局的限制。今年下半年，将建成“京沪干线”、“沪杭干线”等地面光纤量子通信网，这将逐步丰富地面量子通信网的建设。

此外，《21世纪经济报道》记者从多位业内人士处获悉，中央政府支持量子信息产业化发展专项资金将于今年年底或明年年初发放。同时，一些与量子信息相关的国家重大项目也将启动，这将成为量子信息产业化的重要支撑。

在采访中，很多业内人士达成共识，行业应用将成为下一步的重点。一个有希望的信号是，除了国家政策和财政支持之外，预计将在量子信息相关的应用领域启动示范项目，如政府事务和金融。