恩，你們的偶像都是明星，鮮姐的偶像是一顆衛星！ 

 昨天（8月16日）凌晨1點40分，中國將一顆名為“墨子號”的量子科學實驗衛星送入太空，這是世界上第一顆量子衛星，完全中國造！并且，它將開啟一個嶄新量子通信的時代。 

 為什么量子衛星叫“墨子號”？

因為墨子最早提出光線沿直線傳播，并設計了小孔成像實驗，以“墨子號”命名為紀念他。

 也許你并不知道什么是量子學，量子科學實驗衛星有什么用，但是你一定要知道的是這次中國首發的量子衛星，將成為全球第一個實現衛星和地面之間量子通信的國家，量子通信的最大特點是開啟的是一個“絕對保密”的通訊時代，是的，是絕密通訊！所有的數據和信號傳輸都絕對保密，再也不必擔心信息被竊取，這是一項惠及千家萬戶的科學技術。

 作為迄今為止唯一被嚴格證明是無條件安全的通信方式，量子通信技術在金融、軍事和政務等領域的應用前景得到了世界各國的廣泛關注，美國、日本等國也啟動了相關的研究計劃。

 被稱為世界幽靈的量子是什么？

 在寫這篇文章之前，鮮姐也只知道量子是能量的最小單位，由普朗克最先提出，在物理學中應用較多，但量子有什么特性，有什么神秘的力量，還真不清楚，先看看下面這個短片吧：

 是的，這次發射的通訊衛星就是利用量子的神奇“絕技”——“遠程心靈感應”，最強悍的“量子計算機”靠的是量子另一項“絕技”——“分身術”，這兩項絕技來自于量子的兩大原理“疊加”“糾纏”。

 下面鮮姐就給大家科普一下這兩大原理：

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量子的疊加

 像上面短片中所說，量子的疊加是指量子的分身術，一個量子可以同時存在多種狀態。 

應用：幫助計算機實現并行計算，這就好像幾十個孫悟空打妖怪。

 舉個例子，比如分解一個300位的大數，用現在的計算機需要15萬年，而用量子的“分身術”幫我們并行運算，只要1秒鐘就可以完成。

 相關理論：薛定諤的貓

“薛定諤的貓”是由奧地利物理學家薛定諤于1935年提出的有關貓生死疊加的著名思想實驗。是把微觀領域的量子行為擴展到宏觀世界的推演。

“實驗：在一個盒子里有一只貓，以及少量放射性物質。在一小時內，大約有50%的概率放射性物質將會衰變并釋放出毒氣殺死這只貓，剩下50%的概率是放射性物質不會衰變而貓將活下來。

 如果，不打開盒子，那么這只貓就會保持不確定性的波態，即貓生死疊加，也就說貓存在兩種狀態，生和死。

 如果打開盒子，不論貓是生是死，都是一種狀態被確定，另一種隨即狀態消失，也就是指這種疊加將不存在，從宏觀角度看，這是一種生與死狀態的疊加，但是從微觀角度看，是量子的疊加，即從一種不確定態到一種確定態的轉變，量子的運動變化。

”而我們的“墨子號”量子衛星就是利用量子可分身但不可克隆的特性，用量子制造出獨一無二的安全密匙，保證了量子通信的可靠性。一旦有人竊取密鑰，整個通信信息就會“自毀”并告知使用者。

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量子的糾纏： 

“量子糾纏也叫“遠程心靈感應”，就是如果兩個相似的量子如果距離足夠近，就會發生糾纏，然后你把他們分開無論多遠，這兩個量子的狀態就好像一對有心靈感應的雙胞胎一樣，一個開心另一個也會笑，一個哭了另一個一定也難過。愛因斯坦把這種現象形容為“如幽靈一般的遠距離作用”。 

科學家就是利用量子的糾纏實現信息傳輸，如果兩個量子粒子處在特殊的狀態（俗稱糾纏態）中，不管其空間分離得多遠，當對其中一個粒子施行操作或測量，遠處的另一個粒子狀態會瞬時地發生相應的改變，就像一些雙胞胎之間存在的心電感應。

 利用量子糾纏技術，通過量子密鑰傳輸和量子隱形傳態的方式，將甲地某一粒子的未知量子態，在乙地的另一粒子上還原出來。需要傳輸的量子態信息如同科幻中描繪的超時空穿越，在一個地方神秘消失，不需要任何載體攜帶，又在另一個地方神秘出現。 

“墨子號”就像一個太空信使，作為地面上兩個實驗站的中介，構建一個區域通信網絡，海量信息在這個網絡間穿梭如影，全天時傳播。

 此外，有了量子衛星，電影中時空穿越的場景在未來也許能夠成為現實。 

電影里“大變活人”在原理上是允許的，但目前還遠遠做不到。因為科幻電影里人的傳送，不僅需要把人的實體部分的大量原子、分子傳送，并且嚴格按照原來的相對位置重新排列起來，更何況重現意識和記憶就更復雜了。不過，隨著科學的發展和技術的進步，也許未來我們還是可以實現人的量子隱形傳態，到那時星際旅行就不是夢啦。  

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“墨子號”的科學目標：

 一是進行星地高速量子密鑰分發實驗，并在此基礎上進行廣域量子密鑰網絡實驗，以期在空間量子通信實用化方面取得重大突破；

 二是在空間尺度進行量子糾纏分發和量子隱形傳態實驗，開展空間尺度量子力學完備性檢驗的實驗研究。

 量子獨門絕技視頻

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 （視頻來源：央視）

 未來，量子通信不僅僅只是一種全新的加密通信手段，它將成為新一代信息網絡安全解決方案的關鍵技術和日益普遍的電子服務的安全基石，成為保障未來信息社會可信行為的重要基礎之一。

 現在，我們有了量子衛星，在不遠的將來，量子通信技術將如同手機、電腦一般，走入尋常百姓家，再也不怕信息泄露了。 

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