什么是量子通信卫星,量子通讯卫星

量子通讯卫星为什么外国没有？

先简单解释一下什么是量子通讯卫星。量子通讯卫星是利用量子纠缠原理来实现高效传输的一种通信卫星，其特点就是保密通信。传统的通讯卫星，发射的电磁波大都在微波段，量子卫星主要采用的是可见光(激光)。从地面发生一束激光穿透大气层，卫星接收到信号并将其转发，最终地球上另一个接收地点将收到这个光学信号。关键在于，这个光学信号是有量子力学特征的，是纠缠的光子态。

简单来说，量子卫星的作用，就是用纠缠光子态给地面上两个观测站“配钥匙”，因为量子力学的特性，这个钥匙是保密性极强的。这样，地面两个观测点之间通讯就可以用这个“量子秘钥”，如果一旦发生窃听，量子秘钥几乎不可能解密，通讯的双方也会立刻知道。2016年8月，中国科学家发射了世界首颗量子通讯卫星——“墨子号”，经过多次实验，科学家实现了从卫星到地面的量子秘钥分发，以及从地面到卫星的量子隐形传输。

量子隐形传输，就是利用量子纠缠的特性，把物质的未知量子态传送到远方，并不是传输物质本身（不是时空穿越啦）。可以说，关于空间量子通讯的实验，目前只是刚刚开始，能否实现真正意义上的远程量子通讯，还需要很多的实验，也远远不止一颗卫星可以做到。令中国人值得骄傲的是，世界上第一颗量子通讯卫星是咱们放上天的，随着后续研究的开展，更多的量子卫星实验必然也会出现，而且不只是在中国。

为什么外国没有量子通讯卫星？网上传言都是说国外觉得量子通讯（甚至包括量子计算）没有前途，这个说法是不够准确的。像量子卫星这样的项目，需要耗费大量的经费，还需要足够的经验，还有人手。有点类似高能物理里面的粒子加速器，实际上竞争就是非常残酷的，全世界类似功能的大型粒子加速器，只能建一个。一旦某个国家的新型粒子加速器立项，那么其他国家正在推进中的类似项目就会停止。

典型的例子就是LHC升级和美国超导粒子加速器停摆，后者的加速隧道都已经挖好了，说停也就停了。因为高能物理的实验数据几乎是全世界共享的，而且做出重大发现的机遇就那么几个，一旦别人去做了的事情，咱们自己再做世界第二就毫无意义了。这么说来，中国开始做了量子卫星，其他国家因为种种原因并不能立刻做起来，或者说他们目前不动手做，也是可以理解的。

美国量子计算机都搞出来了，为啥不发量子通信卫星？

美国可能是申请不到经费吧。也有可能是技术不达标，像几年前日本也发射过量子实验卫星，但那个是典型的技术不达标，完全不能用于加密，因为它不能发射和接收单光子，只能发射和接收一束光子，这样是没法用来做密钥的。中国在单光子和纠缠光子制备技术上是全球领先的，美国都赶不上，这真不是夸口。所以很多量子实验都是中国率先搞出来，比如反事实通信。

而在量子计算机领域的多光子纠缠也是中国领先，国外的量子计算机都没有用纠缠光子。至于中国在这方面为什么这么牛，江湖传闻是中国掌握了世界上最好的光学晶体制造技术。量子实验里的单光子和纠缠态光子制备都是通过激光照射特殊晶体实现的，找到适合的晶体就会提高光子制备的成功率，而中国现在掌握了可能是世界上最好的光学晶体技术。

但随着中国量子实验卫星的成功，很多国家和机构都在规划设计发射量子卫星了，据了解美国也有计划发射量子卫星，NASA已发布了空间量子实验白皮书，已经计划研发量子卫星了。目前在这方面我国毫无疑问处在国际领先地位，至于这种领先优势能持续多久就不好说了，只要国外没有得到比我们更优质的光学晶体，估计这种优势就能持续。

现在网络上黑我国量子保密通信的人不少，其中很多可能就是多年以来国外月亮比国内圆的惯性思维吧，觉得美国技术这么牛都不搞，全世界就中国搞，肯定是不靠谱。现在持这种思想的人可以去了解一下，现在西方国家已经一窝蜂开始搞量子卫星了。这其中包括多国组成的欧洲空间局、还有独自的德国、意大利、日本、英国和新加坡。。。

中国量子通信卫星能和深海中的潜艇通过量子纠缠通信吗？

这个问题落到了我的专业领域，可以做一个比较准确的回答。 这个问题本身就有两处错误，而且其它所有人的回答都是不正确的。第一，潜艇下沉的深度是非常有限的，根本到不了深海，其抗压极限通常只有几百米，一旦超过后就会沉入海底。潜艇多在海平面下几十米的区间里进行航行。 第二，现在的量子通信，特别是中国科技大学潘建伟教授搞的墨子号量子通信卫星，并没有使用量子纠缠现象，而只使用了测量和叠加这两种量子力学特性。

纠缠是一个难于理解的量子力学概念，现在网络上以讹传讹的说法特别多，甚至还延伸出超光速通信等荒谬的说法。实际上，量子纠缠本身并不带有信息的传递，也就是说，通信并不能依靠量子纠缠本身得以实现。通信必须依赖于载体，而且不可能超越光速。 第三，对潜通信通常使用的是超长波，因为只有这种波长极长、频率极低的无线电波才能够穿透水面，达到几十米水深的潜艇中，而其他的中波、短波、超短波、微波不能钻进水里，而是遇到水面就反弹出去了。

墨子跟量子通信有什么关系？量子通信卫星为什么要以他命名？

墨子是战国时期墨家学派的创始人，是我国古代著名的哲学家和科学家。同时墨子还是我国古代科学研究的鼻祖，他在数学，物理和机械工程学上有很多深刻的认识，例如墨子最早发现了小孔成像的现象，提出了光是沿直线传播的，墨子还做了很多机械的发明和改良，这在刘德华饰演的墨攻中都有所反应。而目前的量子通信是利用了量子物理的一些基本原理，量子的概念是在1900年才由普朗克提出。