墨子号量子科学实验卫星到底有什么先进之处让其他国家望尘莫及？

“墨子号”是中国于2016年8月16日发射的一颗量子科学实验卫星，这是世界上第一颗量子科学实验卫星。墨子号升空时肩负着三大科学任务：星地间量子密钥传输；千公里级量子纠缠分发检验贝尔不等式；星地间量子隐形传态。墨子号升空大约1年后这三大任务就已圆满完成。

墨子号的设计寿命只有2年，目前仍在超期服役。前不久利用墨子号发出的纠缠光子对，潘建伟等人在国际上首次实现了基于量子纠缠的千公里级量子密钥分发。今年5月份还曾在国际上首次实现了量子安全时间传递的原理性实验验证。这些成就的取得与中国拥有墨子号卫星有着密切关系。

如果在实验室或大气层、光导纤维中传输纠缠光子，量子纠缠的分发距离不会很长。到了太空自由空间中，光子的传输几乎不会受到任何阻碍，这是将量子纠缠发射装置送到太空的原因。

把量子纠缠发射装置、通讯装置等直接送进太空并不能像在地面上这样发挥作用，除了要克服太空高真空、高温、低温、强辐射等恶劣环境，还必须保证在地面上能够接收到来自墨子号卫星发射的信号。

墨子号卫星没有送到地球卫星的同步轨道上，因为地球卫星的同步轨道高达3万5千多千米，在那样的高度几乎一直被太阳照射，发出的信号很容易受到太阳光的干扰。墨子号卫星距离地面的高度大约是500千米，在这样的高度卫星以接近第一宇宙速度的速度高速飞行，它发出的光子需要准确投到地面接收装置中，这需要非常高的对准精度。潘建伟和央视记者董倩对话时提到的看清木星轨道上的车牌，指的就是这种对准精度。另外潘建伟还提到看清月球上火柴发出的光，这指的是600万个光子衰减到只剩1个时也能够探测到。只有探测精度达到这种程度才能将量子卫星送进太空，并依靠卫星完成各种科学实验。日本曾经发射了一颗卫星也号称是量子通信卫星，但是它没有墨子号这样的精密技术，它并不是真正意义上的量子通信卫星。