A. 中國「墨子號」成功的重要意義是什麼
「墨子號」的成功發射,將使我國在世界上首次實現衛星和地面之間的量子通信,構建天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系。
量子衛星的成功發射和在軌運行,將有助於我國在量子通信技術實用化整體水平上保持和擴大國際領先地位,實現國家信息安全和信息技術水平跨越式提升,有望推動我國科學家在量子科學前沿領域取得重大突破,對於推動我國空間科學衛星系列可持續發展具有重大意義。
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2016年8月16日凌晨,酒泉衛星發射中心,一枚長征二號丁運載火箭噴出閃亮的火舌,發出震耳欲聾的轟鳴,從發射塔架上緩緩升起。這是長征二號丁火箭的第29次發射,然而,這次發射註定是不平凡的,因為被送入軌道的那顆衛星「墨子號」,是一顆量子通訊衛星。
在墨子號發射之前,中國就已經走在量子通訊的前沿了。中國科學技術大學的潘建偉團隊,在合肥市實現了國際上首個所有節點都互通的量子保密通信網路,後來又利用該成果為60周年國慶閱兵關鍵節點間構建了「量子通信熱線」。
然而,發展量子通信技術的終極目標,是構建廣域乃至全球范圍內絕對安全的量子通信網路體系。而想建設覆蓋全球的量子通信網路,必需依賴多顆量子通信衛星。「墨子號」量子科學實驗衛星,就是未來一系列量子通信衛星的探路者。
「墨子號」量子科學實驗衛星只是一個開始。量子科學實驗衛星科學應用系統總師兼衛星系統副總師彭承志表示:從長遠來看,「要實現全球化量子通信,還需要長期的努力,特別是需要多顆衛星的組網。」這條征途沒有盡頭。好在,我們走在了世界的前列。
B. 中國天眼、悟空、墨子都是什麼
天眼:
500米口徑球面射電望遠鏡(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope),簡稱FAST,位於貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣克度鎮大窩凼的喀斯特窪坑中,工程為國家重大科技基礎設施,「天眼」工程由主動反射面系統、饋源支撐系統、測量與控制系統、接收機與終端及觀測基地等幾大部分構成。
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天眼應用價值
1、能把中國空間測控能力由地球同步軌道延伸至太陽系外緣,將深空通訊數據下行速率提高100倍。
2、脈沖星到達時間測量精度由120納秒提高至30納秒,成為國際上最精確的脈沖星計時陣,為自主導航這一前瞻性研究製作脈沖星鍾。
3、進行高解析度微波巡視,以1HZ的分辯率診斷識別微弱的空間訊號,作為被動戰略雷達為國家安全服務。
4、基於FAST的強大功能,如果銀河系(直徑約為15萬光年)內存在外星人,他們的信息就很可能被發現。國際科研項目「搜尋外星人計劃」(SETI)的首席科學家丹·沃西默最近向中方提出,希望在FAST加裝設備,可合作搜索外星人信號。
悟空與國際上其它暗物質探測衛星相比,有三個顯著優勢。
1、能夠測量的宇宙線的能量非常高,可以測量到104個GeV;
2、能量解析度高,可以達到1%左右,測得比較准;
3、測量能量的本底比較低,也就是區分電子和質子的能力非常強。
墨子作用
得益於量子保密通信絕對安全性,量子通信不僅應用於百姓日常通信,也可用於水、電、煤氣等能源供給和民生網路基礎設施的通信保障,還可應用於國防、金融、商業等領域,勢必對產業界和科技界產生巨大變革。
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C. 「墨子號」首次量子保密洲際通信細節有哪些
「墨子號」首次量子保密洲際通信細節有:「墨子號」分別與河北興隆、奧地利格拉茨地面站進行了星地量子密鑰分發,建立了興隆地面站與格拉茨地面站之間的共享密鑰;演示了圖片加密傳輸;建立了一個北京到維也納的加密視頻通信系統。
按照兩國科學院2011年底在北京簽署的洲際量子通信合作協議,中奧聯合團隊利用「墨子號」衛星於去年年中開展了距離達7600公里的洲際量子密鑰分發實驗。在實驗中,「墨子號」分別與河北興隆、奧地利格拉茨地面站進行了星地量子密鑰分發,然後以衛星作為中繼,建立了興隆地面站與格拉茨地面站之間的共享密鑰,實驗中獲取共享密鑰數據量約800千比特。
基於共享密鑰,採用一次一密的加密方式,中奧聯合團隊在北京到維也納之間演示了圖片加密傳輸。量子力學的開創者之一、曾獲諾獎的奧地利物理學家埃爾溫·薛定諤和中國古代哲學家墨子的圖像加密後被分別傳送到北京和維也納。
結合高級加密標准AES-128協議,每秒更新一次種子密鑰,中奧聯合團隊建立了一個北京到維也納的加密視頻通信系統,並利用該系統成功舉行了兩國科學院之間的75分鍾洲際視頻會議,兩院院長白春禮與安東·蔡林格進行了世界首次量子保密視頻通話。
「洲際量子通信中,數據是使用量子密鑰加密後傳輸的,監聽者無法竊取中間的信息,這是目前人類唯一已知的無條件安全的通信手段,」論文第一作者、中國科技大學高級工程師廖勝凱告訴新華社記者,「除了使用量子密鑰進行加密,其他環節與正常的照片傳輸和視頻一樣。」
廖勝凱表示,量子密鑰分發實驗符合預期,較為順利,但目前建立共享密鑰的效率不高,通信速率也有提高空間。他說,發射多顆衛星構成星座網路可以大幅提高洲際量子保密通信的效率,預計5到10年就可以建立一個初步有現實應用能力的星地保密通信網路。
D. 中國「墨子號」發送回的密碼有何作用
8月10日消息,中國「墨子號」量子科學實驗衛星在國際上首次成功實現從衛星到地面的高速量子密鑰分發,為建立最安全保密的全球量子通信網路奠定可靠基礎。
「墨子號」的這一成果發表在10日出版的國際權威學術刊物《自然》雜志上。《自然》雜志的審稿人稱贊星地量子密鑰分發成果是「令人欽佩的成就」和「本領域的一個里程碑」。
「這樣的密鑰發送效率可以滿足絕對安全的打電話或銀行傳輸大量數據的需求。」潘建偉說。
他說,這一重要成果為構建覆蓋全球的量子保密通信網路奠定了可靠的技術基礎。以星地量子密鑰分發為基礎,將衛星作為可信中繼,可以實現地球上任意兩點的密鑰共享,將量子密鑰分發范圍擴展到覆蓋全球。此外,將量子通信地面站與城際光纖量子保密通信網(如合肥量子通信網、濟南量子通信網、京滬干線)互聯,可以構建覆蓋全球的天地一體化保密通信網路。
E. 中國首顆量子衛星為何被命名為「墨子號」
2016年8月15日,量子科學實驗衛星首席科學家、中國科學院院士潘建偉在酒泉衛星發射中心接受媒體采訪時表示,中國自主研製的世界首顆量子衛星被命名為「墨子」,之所以起名「墨子」,是因為墨子最早通過小孔成像實驗發現了光是直線傳播的,第一次對光直線傳播進行了科學解釋——這在光學中是非常重要的一條原理,為量子通信的發展打下了一定的基礎。墨子還提出了某種意義上的粒子論。光量子學實驗衛星以中國科學家先賢墨子來命名,體現了中國的文化自信。
《墨子》的數學。墨子門徒中多小手工業者,稔熟圓規尺矩等工具的應用,墨子本人即是彼時一頂尖巨匠。他們由生產生活實踐及自身行業經驗中積累了大量數理知識,發展出對點線面、直圓方等數理概念的超前理解。《墨子.經上》曰:「端,體之無厚而最前者也」,「端」沒有厚度和長寬,同歐幾里得幾何學中對「點」的定義一致。又有《墨子.經上》曰「體,分於兼也」,《墨子.經說上》曰「若二之一,尺之端也」。這里講的是全集子集和充要條件。「體」為個體,「兼」為整體,「尺」相當於線,「端」相當於點,點與線的關系即是部分和全體的關系,前者是後者的必要條件,後者是前者的充分條件。墨家還定義了方圓:《墨子.經上》曰:「方,柱隅四權也」,《墨子.經說上》:「矩寫交也」——方形就是用尺矩作出四個邊四個角相等的平面圖形;《墨子.經說上》曰:「圓,一中同長也」——圓形就是從中心到四周具有同樣長度的平面圖形。
F. 中國「墨子號」的研發背景是什麼
8月10日消息,中國「墨子號」量子科學實驗衛星在國際上首次成功實現從衛星到地面的高速量子密鑰分發,為建立最安全保密的全球量子通信網路奠定可靠基礎。
「墨子號」的研發背景是什麼呢?
量子保密通信技術已經從實驗室演示走向產業化。在城市裡,通過光纖建構的城域量子網路通信已經開始嘗試實際應用,我國在城域光纖量子通信方面已取得了國際領先的地位。
後來,科學家意識到,真空里不會有光的損耗,想要實現覆蓋全球的廣域量子保密通信,還需要藉助衛星的中轉。
2005年,潘建偉團隊實現了13公里自由空間量子糾纏和密鑰分發實驗,證明光子穿透大氣層後,其量子態能夠有效保持,從而驗證了星地量子通信的可行性。近幾年開展的一系列後續實驗都為發射量子衛星奠定了技術基礎。
「這樣一來,通過發射衛星,去除干擾因素,就可以實現幾千公里的量子通信。」潘建偉說,有了量子衛星,還可以在宏觀距離上檢驗所謂的量子力學的非局域性,也就是「幽靈般的超距作用」。「看看在實驗室里不斷被重復檢驗的理論,放在太空是否還能實現。」
G. 中國發射的量子衛星「墨子號」到底是干什麼用的
「墨子號」的三大目標分別是地星量子隱形傳態、星地高速量子密鑰分發以及星地量子糾纏分發。
量子隱形傳態是一種全新的通信方式。通俗來講,就是將甲地某一粒子的量子態信息在乙地的另一粒子上還原出來,就好像是進行了一場「星際穿越」,但其實粒子本身並未被傳輸。
量子密鑰分發通過量子態的傳輸,在遙遠兩地的用戶共享無條件安全的密鑰,並利用該密鑰對信息進行一次一密的嚴格加密,這是目前人類唯一已知的不可竊聽、不可破譯的無條件安全的通信方式。
量子糾纏是兩個(或多個)粒子共同組成的量子狀態。處在糾纏態的粒子,無論相隔多遠,當對其中一個粒子進行操作或測量,身處遠方的其他粒子會瞬時發生相應的改變。
命名緣由
首顆量子通信衛星以我國古代科學家墨子的名字來命名。墨子最早提出過光線沿直線傳播的觀點,進行了小孔成像實驗。用他的名字命名以紀念他在早期物理光學方面的成就。
墨子最早通過小孔成像實驗發現了光是直線傳播的,第一次對光直線傳播進行了科學解釋——這在光學中是非常重要的一條原理,為量子通信的發展打下了一定的基礎。墨子還提出了某種意義上的粒子論。光量子學實驗衛星以中國科學家先賢墨子來命名,體現了中國的文化自信。
以上內容參考 人民網--「墨子號」已實現三大科學目標這顆量子衛星在做什麼?
H. 中國首顆量子通信衛星是不是又是世紀大騙局
中國首顆量子通信衛星發射是國家發射的,當然不是騙局。2016年8月16日凌晨,世界首顆量子科學實驗衛星「墨子」號成功發射升空,中國將得以在世界上首次實現衛星和地面之間的量子通信。