上面是对太空量子加密通讯的一个非常粗浅的解释,在专业人士看来不一定完全准确,但应该足够让你明白墨子号是干什么,怎么干的。 但这一切仍是个理论可行,还未在真实世界里验证过的尖端设想。 墨子号的意义 陆地上的量子通讯,倒是已经得到了验证。 包括中国和美国在内的一些国家,早就建立了陆基的量子通讯线路,也就是发射、传输和接收全都在陆地上,通过光纤传输。在中国,“京沪保密线”(北京-济南-合肥-上海量子通讯干线)已经落成,使用了中国量子科学泰斗人物,中科大潘建伟教授研发的中继器,能够顺利将光子传送数百公里的距离。潘建伟教授 然而,光纤并非一种良好的光子传播介质。实验室里最好的光纤能承载带宽高达数十 Tbps 的光信号,也能让你在中国的家里用 4k 清晰度观看几秒前里约奥运赛场上的画面,却无法在量子通讯的范畴里完好无损地传播一个光子。效果已经买过了量子加密最低的门槛,但还不够好——你可以理解为,就算导电性能最好的导体也会自带电阻。 事实上,光纤不完美,地面空气也不完美。这让不完美不成活的量子科学家们很是苦恼:视野必须转向太空! 奥地利量子科学家,维也纳大学教授安东·蔡林格(Anton Zeilinger),在量子科学领域比潘建伟教授资历更高,也是潘的导师。他早在 2001 年跟欧洲航天局(ESA)提出要搞量子卫星,遗憾的是经费一直批下不来。 后来中国方面提出并确定了量子卫星计划,蔡林格博士现在同潘建伟教授一起在“墨子号”项目组工作。 最近 ESA 转过神来,决定把自己不输给中国的技术利用起来,也搞一颗量子卫星发到太空里。知乎用户“宋祁朋”介绍,在前面提到的量子通讯具体实现技术上,中欧(主要是法国)之间是两种不同技术并行发展。很难说谁更厉害,但合作起来肯定是棒棒的。 墨子号是科学家的第一次机会,能够去验证前面说的那一大段复杂而又酷炫的技术,究竟只是说说,还是真的能用。更别提卫星发上去了,机器能不能正常运转仍有待“观测”——当然,科学家负责最坏的打算,我们负责最好的期待。 如果太空量子通信真的实现了,我们能用它做些什么? 在最近的未来,如果量子加密通信能够为我们所用,可以用它来更安全地发送信息。只有信息的两端知道信息的内容,服务器端无法获知也无法保存内容,Telegram、PGP 之类的也许可以下岗了。 进一万步,如果能直接将光子作为信息本身的传递工具,信息也就没有“传递”一说了,而是是跨越时、空,直接呈现出来,真正的 real time~(还记得《三体》里的“智子”么?) 量子通信就是这样的酷炫,但其根本原理仍超过人类认知能力和理解范围。两个纠缠的光子凭什么总能保持相同的状态?一个变了另一个又是怎样知道的?如果人类能够在实现量子加密、量子信息通讯的同时或之后,得到这些问题的答案,距离宇宙终极原理就又近了一步。 不到那时,谁又知道它对人类来说,真正意味着什么呢?