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“墨子”到底有多牛

8月16日凌晨,被命名为“墨子”号的中国首颗量子科学实验卫星发射升空,这颗举世瞩目的卫星到底有哪些本领?

 

天地一体化连通:

从太空向地面存钱罐扔硬币

 

在量子通信中,最大的难点在于如何实现天地一体化的量子联通。这就好比在万米高空,往地面的一个存钱罐里扔硬币,需要准确地将硬币投掷于储蓄罐的狭小入口。如果出现一点点偏差,信息的传递便会功亏一篑。

不仅如此,地面上的接收装置和天空中的量子卫星都在不停地旋转运动,这更加大了传递的难度。

 

探测器灵敏度:

在地球上看到月球的火柴光

 

量子卫星采用的是单光子探测器,其目的是实现对每一个光子的捕捉。量子卫星探测器灵敏度相当于在月球上点根火柴,我们在地球上用望远镜可以看到它的亮光。如果考虑到火柴点燃后,光向四面八方的扩散效应,其观测难度可想而知。

 

时间同步设置:

一秒钟给一亿个光子排排队

 

量子卫星每秒钟大约向地面发射一亿个光子,需要地面接收装置对所有光子按顺序进行接收。要让发送端和接收端能够对得上,必须将这些光子排序,一一对应。本次实验的接收频率是一个纳秒,也就是在一秒钟之内,把一亿个光子全都排列好。