一、以往被认为最安全的信息传递方式是光纤通讯。光缆能把所有的光能限制在光纤里，外面得不到能量，所以这个传输被认为是安全的，但随着科技发展，只需让光缆泄露哪怕很少一部分能量，就能够窃听光缆传递的信号。科学家表示，这是因为经典通信的信号只有0和1，发生窃听时，这两种信号不会被扰动。比方说，两人打电话时，他人可通过窃听器从通信线路中的上千万个电子中分出一些电子，使其进入另一根线路，从而实现窃听，而通话者无法察觉。“棱镜门”等事件的曝光便是最好的例证。 而量子通信则完全不会出现这个问题，这是因为其密钥具有不可复制性和绝对安全性。一旦有人窃取密钥，整个通信信息就会“自毁”并告知使用者。比如，甲、乙二人要进行安全通信，甲发出的光子信息状态有水平、竖直、45°等，假设有人窃听，由于光子不可分割，首先窃听者根本无法分割出“半个光子”；其次，因为单次测量测不准、不可克隆的量子态特性，窃听者无法复制信息；
第三，一旦窃听者截获光子，乙就收不到信息，也就不存在窃听。无论怎样，根据量子力学原理，窃听都可以被发现。一旦被发现，原有密钥立即作废。甲就可以把没有被窃听的密钥传送过去，利用产生的密钥进行完全随机的加密。所以，利用量子不可克隆和不可分割的特性可以实现安全量子密钥分发，实现不可破译的保密通信。换句话说，量子卫星上天后，其发送的每一封信都将是只有天知地知，你知我知的秘密。 此次量子卫星发射也是为了实现天地之间的量子保密通信做准备，如果能成功，将意味着我国有望建成大范围的全球量子通信网络。绝技二、 孙悟空翻筋斗云，一瞬间跨越十万八千里，电影《星际穿越》里，物体可以从此处消失，彼处出现，这些场景虽然匪夷所思，却在量子世界里可以实现。因为在量子理论对世界的描述中，一个物体可以同时处于多个位置，粒子也可以无阻碍似地穿过障碍物。量子，被科学家称为物理世界的“小精灵”，它不是一种粒子，而是一个能量的最小单位，包括分子、原子、电子、光子等在内的所有微观粒子都是量子的表现形态。因此从某种程度上说，人类就是一个庞大量子的集合！每一次的呼吸，都包含着上万亿量子的进出！ 量子“精灵”可不是浪得虚名，它自带的高超技能连物理学家都无法解读。如果两个量子粒子处在特殊的状态（俗称纠缠态）中，不管其空间分离得多远，当对其中一个粒子施行操作或测量，远处的另一个粒子状态会瞬时地发生相应的改变，就像一些双胞胎之间存在的心电感应。爱因斯坦称这个现象为“幽灵般的超距作用”，而究竟为什么会这样，科学家们至今都无法破解。虽然现在还弄不清量子纠缠的原理，但科学家们却可以利用这一现象作为通信的手段。利用量子纠缠技术，通过量子密钥传输和量子隐形传态的方式，将甲地某一粒子的未知量子态，在乙地的另一粒子上还原出来。需要传输的量子态信息如同科幻中描绘的超时空穿越，在一个地方神秘消失，不需要任何载体携带，又在另一个地方神秘出现。
8月16日发射的量子卫星“墨子号”是空间科学战略性先导专项的科学卫星之一。当时的青年学者潘建伟也已经成为现在我国量子科学实验卫星项目首席科学家，他提出了“墨子号”的科学目标：一是进行星地高速量子密钥分发实验，并在此基础上进行广域量子密钥网络实验，以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破；二是在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验，开展空间尺度量子力学完备性检验的实验研究。 墨子号”就像一个太空信使，作为地面上两个实验站的中介，构建一个区域通信网络，海量信息在这个网络间穿梭如影，全天时传播。
三、量子卫星上天后，它会将经过编码的、甚至是纠缠的光子发射到地面上，每秒要发射一亿个光子，与之对接的地面系统则负责接收光子并进行解码，完成通信过程。这一接一收看似简单，却绝对不是一件容易的事情。据量子卫星首席科学家潘建伟介绍，量子科学实验卫星在飞行的过程中，携带的两个激光器要分别瞄准两个地面站，向左向右同时传输量子密钥。这就要求在飞行的过程中必须始终保证精确对准，跟踪要达到相当高的精度，“就相当于人坐在万米高空的飞机上，往下扔连续硬币，每一个都要准确丢到储蓄罐狭小的投币口，而储蓄罐还在慢慢旋转。”量子科学实验卫星工程常务副总师兼卫星总指挥王建宇说。 这种星地间“针尖对麦芒”的通信不但对卫星的对准和偏正提出高要求，还要求地面探测有极高的灵敏度。“光子是光里最小的单位，要探测到每个光子，就像在地球上，要看到月球上划亮的一根火柴。”王建宇说。 尽管困难重重，但是经过不懈努力，我国自主研发的量子卫星突破了一系列高新技术，包括同时瞄准两个地面站的高精度星地光路对准、星地偏振态保持与基矢校正、星载量子纠缠源等工程级关键技术等。在全球的量子通信竞赛中，中国虽然并不是起步最早的，但是目前中国在量子通信领域已经实现“弯道超车”，并成为首个将量子科学实验送入太空的国家。“现在意大利、德国、加拿大等国家都纷纷主动前来要跟我们合作。”潘建伟说。
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