（

今年7月，我國將發(fā)射世界首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星，并在世界上首次實現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信，構(gòu)建一個天地一體化的量子保密通信與科學(xué)實驗體系。在這顆備受關(guān)注的量子衛(wèi)星即將出廠評審的關(guān)鍵階段，經(jīng)過允許后，央視記者進入到衛(wèi)星生產(chǎn)廠房進行了獨家拍攝，下面就跟隨記者的鏡頭一起來看看。

在中科院的微小衛(wèi)星工程中心，記者看到這顆世界首顆量子通訊衛(wèi)星正在進行出廠前最后的加電測試，它的內(nèi)部最為核心的結(jié)構(gòu)分為兩層，下面一層是衛(wèi)星平臺的一個控制系統(tǒng)，上面一層所搭載的就是量子衛(wèi)星所特有的四種有效載荷。

有效載荷，其實就是指衛(wèi)星平臺所搭載的儀器和設(shè)備，直接決定著衛(wèi)星執(zhí)行特定任務(wù)的能力。量子科學(xué)實驗衛(wèi)星所搭載的四種有效載荷，分別是量子密鑰通信機、量子糾纏發(fā)射機、量子糾纏源和量子試驗控制與處理機。

量子科學(xué)實驗衛(wèi)星總設(shè)計師 朱振才：

它的最顯著的一個特點，就是同時要對有效載荷，對兩個光學(xué)的地面站來實現(xiàn)對準(zhǔn)，并且這個范圍是非常大的，就是在正負90度和75度的一個范圍內(nèi)來對準(zhǔn)的。另外一個特點，就是光路之間，星上的一個光軸和地面的望遠鏡的光軸要嚴(yán)格對準(zhǔn)，我們用的一個形象的比喻就是“針尖對麥芒”，那么這樣的一個精度，實際要求達到3.5個微弧度。

兩級控制 星地光路“針尖對麥芒”

和普通衛(wèi)星不一樣的是，量子衛(wèi)星的各項實驗都需要天地互動來實現(xiàn)。只有達到高于普通衛(wèi)星十倍的對準(zhǔn)精度，各項實驗才能順利展開。為了達到這一要求，量子科學(xué)實驗衛(wèi)星采用平臺和有效載荷兩級控制的方式，不僅對單個設(shè)備的精度要求非常之高，對于兩級系統(tǒng)的控制也特別復(fù)雜。

量子科學(xué)實驗衛(wèi)星總設(shè)計師 朱振才：

應(yīng)該說沒有找到這樣的一些借鑒，我覺得可以認為說是國際上我們首次是實現(xiàn)的，能夠控制兩個設(shè)備的運動，對兩個站進行跟蹤和實現(xiàn)光路對準(zhǔn)這樣的技術(shù)。

量子科學(xué)實驗衛(wèi)星采用平臺和載荷一體化設(shè)計，雖然體積不大，重量也只有640公斤，但小小的衛(wèi)星上卻隨處可見我國科研人員的創(chuàng)新之舉。

在這顆量子衛(wèi)星上還有一顆非常重要的載荷，叫糾纏源，它只有機頂盒的大小，但是作用卻非常關(guān)鍵，因為它能夠產(chǎn)生糾纏光，而這也是這顆衛(wèi)星在空中做各種量子實驗的一個源頭，平時實驗室里糾纏源的體積非常巨大，但是，研究人員不僅把它做到了小型化，還通過一系列的創(chuàng)新讓它實現(xiàn)了滿足這種空間的環(huán)境要求，這在國際上是首次實現(xiàn)的。

作為中科院空間科學(xué)先導(dǎo)專項的第三顆科學(xué)衛(wèi)星，量子科學(xué)實驗衛(wèi)星在2011年正式立項。經(jīng)過五年研制，衛(wèi)星已經(jīng)完成總裝，正在進行出廠前的最后一輪加電測試。在通過出廠評審之后，量子衛(wèi)星將于今年6月轉(zhuǎn)運到酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，并將在7月?lián)駲C發(fā)射。

任務(wù)：開展量子保密通信實驗

作為世界首顆即將發(fā)射的量子科學(xué)實驗衛(wèi)星，它在空中究竟要進行怎樣的科學(xué)實驗？又具有怎樣的意義呢？記者在位于上海浦東的中科院量子信息與量子科技前沿卓越創(chuàng)新中心，采訪到了量子科學(xué)實驗衛(wèi)星的首席科學(xué)家潘建偉院士。

量子科學(xué)實驗衛(wèi)星首席科學(xué)家、中科院院士 潘建偉：

這個衛(wèi)星主要是有三個任務(wù)，第一個任務(wù)主要是比較實用的，就叫做量子保密通信，或者量子密鑰分發(fā)，這個時候我們會實現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的一種安全的通訊。

潘建偉介紹，傳統(tǒng)的通信加密和傳輸安全都是依賴于復(fù)雜的算法，但是只要對方的計算能力足夠強大，再復(fù)雜的保密算法都能夠被破解，所以都不能夠做到絕對安全。量子通信能做到絕對安全，是由量子自身的特性所決定的。作為光的最小顆粒，單個的光量子在傳輸信息的時候具有測量不準(zhǔn)、不可克隆等性質(zhì)，這些特性構(gòu)成了量子通信安全的基石。

潘建偉：

量子的保密通訊的這種手段，原理上都是無條件安全的，哪怕計算能力再強，也是破解不了的，所以從這個角度上講，它就是一種革命性的東西。

對于普通的衛(wèi)星而言，只要順利升空就意味著至少成功了一半。但對于量子衛(wèi)星來說，發(fā)射升空卻僅僅只是開始，衛(wèi)星在太空中與地面幾個光學(xué)實驗站的“互動”，才是此次量子衛(wèi)星實驗的重頭戲。

潘建偉：

量子密鑰分發(fā)比較簡單，就是相當(dāng)于，我在衛(wèi)星上，你在地面，我就給你發(fā)一連串的單光子下來，發(fā)到你手中，你能把信號給解碼出來，這任務(wù)就完成了。4個光學(xué)地面站就可以來接收衛(wèi)星下來的信號，那我們就可以進行量子通訊，那么在衛(wèi)星的幫助之下，這4個地面站任何兩兩之間的地面站都可以實現(xiàn)一個安全的通訊，我們就可以組網(wǎng)了。

目標(biāo)：2030年全球組網(wǎng)

據(jù)了解，在首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星發(fā)射后，我國還將陸續(xù)發(fā)射多顆量子衛(wèi)星，力爭在2030年前后率先建成全球化的廣域量子保密通信網(wǎng)絡(luò)。

潘建偉：

用這種小顆粒來傳輸信息的時候，在光纖里邊丟失得就很快，所以大概做了一百公里，做了兩百公里，現(xiàn)在我們剛剛有個最好的結(jié)果能做到四百公里，想做再遠，你也做不下去了。但是，從天上往下送信號的時候，那個是一個大氣層的厚度，大概只有相當(dāng)于水平大氣的就是八到十公里左右，那么這樣用衛(wèi)星送，送幾千公里都是非常容易的，80%的光是可以穿過大氣的，所以你要做全球化的量子通訊的必須上天，才能做這個全球化的廣域的量子通訊。