2016年8月16日北京時(shí)間凌晨1點(diǎn)40分，在酒泉衛星發(fā)射中心我國成功發(fā)射了全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗衛星“墨子號”。這兩天該事件被鋪天蓋地扎堆報道，在各大網(wǎng)站、論壇、自媒體平臺等引起了熱烈的討論（爭論）。懂得科學(xué)原理的人畢竟不多，一些腦洞大開(kāi)的解讀諸如開(kāi)啟“任意門(mén)”、“瞬間移動(dòng)”等愈發(fā)讓人覺(jué)得這事很玄乎。當然，更多的一種反應是“你們說(shuō)的每一個(gè)字我都認識，但是你們說(shuō)的東西我一點(diǎn)都聽(tīng)不懂”。相信不少外行看到“量子衛星”、“量子通信”這樣的詞匯就不明覺(jué)厲、肅然起敬。事實(shí)上，追本溯源起來(lái)量子通信也的確算得上“高冷”。

量子通信是利用量子糾纏效應^[1]進(jìn)行信息傳遞的一種新型的通信方式，是量子論和信息論相結合的新的研究領(lǐng)域。現有的非對稱(chēng)加密技術(shù)/公鑰加密技術(shù)（RSA是常用的一種）并非不可破解，只是現有的計算機計算能力有限。隨著(zhù)計算機的性能不斷提高，特別是未來(lái)量子計算機的研制，將有可能導致現有公鑰加密被輕易解密。而量子通信可以極大地提高通信的安全性，甚至使傳輸的信息無(wú)法破解。

雖然我國信息技術(shù)落后于美國等國家，但是我們實(shí)現了在量子通信領(lǐng)域的突破，走在量子通信研究與應用領(lǐng)域的世界前列。世界第一條量子通信保密干線(xiàn)京滬量子通信干線(xiàn)于2014 年啟動(dòng)，2015 年初正式投入建設，計劃于2016 年底建成。“墨子號”量子衛星是中國科學(xué)院空間科學(xué)先導專(zhuān)項首批科學(xué)實(shí)驗衛星之一，其主要科學(xué)目標一是借助衛星平臺，進(jìn)行星地高速量子密鑰分發(fā)實(shí)驗，并在此基礎上進(jìn)行廣域量子密鑰網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗，以期在空間量子通信實(shí)用化方面取得重大突破；二是在空間尺度進(jìn)行量子糾纏分發(fā)和量子隱形傳態(tài)實(shí)驗，開(kāi)展空間尺度量子力學(xué)完備性檢驗的實(shí)驗研究。為達成上述目標，未來(lái)兩年內將開(kāi)展以下四項實(shí)驗：星地高速量子密鑰分發(fā)的實(shí)驗；廣域量子通信網(wǎng)絡(luò )實(shí)驗任務(wù)；星地雙向糾纏分發(fā)的實(shí)驗；空間尺度量子隱形傳態(tài)的實(shí)驗，目標建立星地量子信道。

對于量子信息研究來(lái)說(shuō)，地面上的量子通信應用進(jìn)展迅速，但自由空間量子通信還很落后，所以衛星在太空中實(shí)現量子通信實(shí)驗是一個(gè)巨大的進(jìn)步。我國的量子衛星將為全球量子通信系統提供一個(gè)試驗臺。借助“墨子號”衛星平臺，如果能夠實(shí)現星地間量子密鑰分發(fā)，是對量子通信的發(fā)展的重要一步。可以說(shuō)，我們有了新的實(shí)驗技術(shù)和實(shí)驗能力。畢竟量子力學(xué)在很多不同的環(huán)境和體系下被檢驗過(guò)多次，如果這個(gè)相關(guān)基礎問(wèn)題的實(shí)驗驗證能首次走向太空并取得進(jìn)展，在科學(xué)和技術(shù)的角度上，也是有重要意義的。

當然如果能進(jìn)一步實(shí)現星地雙向量子糾纏分發(fā)、甚至空間尺度量子隱形傳態(tài)，那此次量子衛星的發(fā)射就是為未來(lái)量子互聯(lián)網(wǎng)的建設打下堅實(shí)的基礎。雖然目前看起來(lái)會(huì )比較困難，但科學(xué)的魅力就在于無(wú)限的可能性。退一萬(wàn)步講，就算實(shí)驗不能獲得成功，又有什么關(guān)系呢？探索自然規律、滿(mǎn)足人類(lèi)好奇心本來(lái)就是科學(xué)精神的基本秉性之一。