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量子科学实验卫星
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命名
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量子卫星命名为“墨子号”，是为了纪念中国战国时期思想家、教育家、科学家，墨家学派的创始人墨子在物理学尤其是光学领域的突出成就，在他所著的《墨经》中归纳出“光学八条”。其中包括两千多年前，墨子进行了世界上最早的小孔成像实验，最先发现了光沿直线传播这一光学领域最重要的科学原理，奠定了光通信的基础。而且他也提出了“粒子论”的雏形，关于“端”的论述，指出“端”是不占有空间的，是物体不可再细分的最小单元。_NEWLINE_以科学先贤为科学卫星命名以彰显研发国家的文化和科学成就，亦是国际惯例。
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背景
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量子密钥分发基于量子纠缠的原理，向通信双方发送量子纠缠态的光子。根据物理学理论，无论相距多远，一对纠缠量子只要其中一粒状态产生变化，另外一粒亦会立即出现相应的转变。由于任何外界的测量都会改变量子纠缠的形态，因而一旦密码被窃听，双方都会获知，而放弃此次通信。_NEWLINE_但是光纤本身存在损耗，而且会导致纠缠品质下降；而近地面自由空间通信又受到天气、障碍物和地面曲率的影响；因而广域光量子传输转向采用卫星中转的方式。中国在2012年成功实现了世界上最远距离的量子态隐形传输——青海刚察湖两岸长达97公里的自由空间量子信道，亦于2013年成功完成国际上首次星地量子密钥分发地基验证试验，克服卫星与地球之间的相对运动偏差及大气层传输耗损，证实了量子态隐形传输穿越大气层的可行，为基于卫星中继的全球化量子通信网奠定基础。
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任务
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量子科学实验卫星在轨运行两年期间将执行四项实验任务以达成两大科学目标：进行经由卫星中继的“星地高速量子密钥分发实验”，并在此基础上进行“广域量子通信网络实验”，以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破；及进行“星地双向纠缠分发实验”与“空间尺度量子隐形传态实验”，开展空间尺度量子力学完备性检验的实验研究，四项实验皆为世界上首次开展卫星同时会透过高速相干激光通信机开展与地面通信接收站之间的实时“星地双向激光通信技术演示试验”，为第二代激光通信设备，速率达5Gbps。。_NEWLINE_为了执行这些任务，除了卫星和位于安徽合肥的量子科学实验中心之外，地面上也建设了四个量子通信地面站（分别位于河北兴隆、新疆乌鲁木齐南山、青海德令哈、云南丽江），以及位于西藏阿里的量子隐形传态实验站。除此以外，奥地利科学院和维也纳大学的科学家也与中国方面合作，在维也纳和格拉茨设置了量子通信地面站。_NEWLINE_一旦中国国内的实验结束，量子科学实验卫星将尝试在中国与奥地利维也纳的量子光学和量子信息研究所（IQOQI）之间建立一个国际QKD信道 - 地面距离为7,500 km（4,700 mi） ，可能还有其他欧洲量子通信地面站。
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有效载荷
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卫星上搭载的主要有效载荷有5个，分别是量子密钥通信机、量子纠缠发射机、量子纠缠源、量子试验控制与处理系统、高速相干激光通信机。_NEWLINE_单个光子传送距离逹500公里，为了实现同时瞄准两个地面站进行光通信，卫星平台和有效载荷进行一体化设计，具备两套独立的有效载荷指向机构，通过姿控指向系统协同控制，实现时刻矫正位置、姿态，精确对准地面接收器，精度可以达到普通卫星的10倍，是此前世界上未曾达到的精细度。_NEWLINE_国家空间科学中心抓总负责量子卫星工程。上海微小卫星工程中心创新研究院是卫星系统的总体单位。上海技术物理研究所牵头负责有效载荷，中国科学技术大学和上海光学精密机械研究所参与研制有效载荷分系统。
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后续
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如果这次量子卫星通信实验顺利完成，下一步将计划研究“星间量子通信技术”等，发射更多量子通信卫星，在2020年建成亚洲与欧洲的洲际量子通信网络，在2030年建成20颗卫星规模的全球量子通信网络。