圖:墨子號量子衛星和地面興隆站進行的通信試驗,紅光為地面發射,綠光為墨子號發射 網絡圖片
【大公報訊】據觀察者網報道:28日下午,微博認證為中國科學院高能物理研究所研究員曹俊的網友發布微博,內容指,將「墨子號」量子衛星和地面興隆站進行的通信試驗,照片中紅光為地面發射,綠光為「墨子號」發射,據悉這是望遠鏡與衛星互相識別位置的信標光,而非量子通信實驗的光。
16日凌晨,中國在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭,成功將世界首顆量子科學實驗衛星「墨子號」發射升空,這將使中國在世界上首次實現衛星和地面之間的量子通信,構建天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系。量子衛星升空後,衛星與地面站之間的互動才是重頭戲。南山、德令哈、興隆和麗江4個量子通信地面站和阿里量子隱形傳態實驗站,與「墨子號」共同構成量子科學實驗衛星系統。17日,中科院遙感與數字地球研究所所屬中國遙感衛星地面站密雲站成功跟蹤、接收到「墨子號」首軌數據。
現為中科院量子信息卓越創新中心副研究員的網友解釋,照片中的兩束光是信標光,對準衛星的地面兩個望遠鏡做高速跟瞄用的,不是用來做量子通信實驗的光,綠色為從星到地,紅色為從地到天。雖然通信用單光子人們的肉眼也看不到,但衛星和地面站各有一個望遠鏡來收和發量子通信的單光子,所以需要旁邊用信標激光來瞄準。該網友稱,25日,興隆站和量子衛星成功激光光束對接,至26日晚,阿里站和量子衛星成功激光光束對接。緣何照片有紅綠光效果,以微博帳號「@曹俊IHEP」發表消息的曹俊補充,這是曝光拍攝200秒得出的效果,會看到一條線。
有份解釋的中科院副研究員稱,這種對接的難度,相當於站在50公里外,把一枚一角硬幣準確地扔進一列全速行駛的高鐵上的一個礦泉水瓶裏。
據量子科學實驗衛星首席科學家潘建偉此前介紹,「墨子號」承擔着發射和傳輸光信號的重要任務,要想保證距離地球表面數百公里的光信號能夠順利被地面光學天線接收,難度好比「針尖對麥芒」。他解釋,衛星發射的光信號是極其微弱的單光子級別,在由空間向地面傳輸的過程中會受到許多因素干擾,比如星光都將成為干擾信號傳輸的背景噪聲。此外,衛星的運動速度很快,地面光學天線必須時刻緊跟衛星「節奏」,才有可能實現信號準確接收。
「墨子號」量子衛星是中國科學院空間科學先導專項首批科學實驗衛星之一,其主要科學目標是借助衛星平台,進行星地高速量子密鑰分發實驗,並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。