（原標題：“墨子號”量子衛星與地面站通信試驗照片公布）
今天下午，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@曹俊IHEP 發布了這樣一條微博：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 （感謝韓越陽提供照片）。
很科幻、很高大上有木有！
原來這是世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”與地面進行試驗的畫面。
微博說明為“ 現任中科院量子信息卓越創新中心副研究員”的網友@九維空間Sturman 解釋說，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(通信用單光子人們的肉眼也看不到)。綠色532納米從星到地，紅色810納米從地到天。
他說，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。
至于為什么照片有紅綠光的效果，@曹俊IHEP 補充說，曝光200秒，所以看到一條線。
@九維空間Sturman 還透露，25日，興隆站和量子衛星成功激光光束對接，26日晚，阿里站和量子衛星成功激光光束對接。這種對接有多難：500km的軌道高度，第一宇宙速度，200mm口徑的望遠鏡，難度相當于你站在五十公里以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里！
據量子科學實驗衛星首席科學家潘建偉此前介紹，“墨子號”承擔著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，難度就好比是“針尖對麥芒”一樣。
他解釋說，由于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的干擾，比如星光、燈光等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，地面的光學天線必須時刻緊跟衛星的“節奏”才有可能實現信號的準確接收。所以，在“墨子號”量子通信衛星的設計過程中，不僅要克服各種噪聲的干擾保證信號源的穩定，同時還要實現與地面光學天線的準確對接。盡管是如同“針尖對麥芒”般苛刻的實驗條件，但是在我國科學家的不懈努力下，如此不可思議的技術難題也依然得到了解決。
8月16日1時40分，我國在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭成功將“墨子號”發射升空。
“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臺，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；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。
除此以外，“墨子號”還將搭載第二代激光實驗系統，用新方法實現更高的信息傳遞速率。
工程還建設了包括南山、德令哈、興隆、麗江4個量子通信地面站和阿里量子隱形傳態實驗站在內的地面科學應用系統，與量子衛星共同構成天地一體化量子保密通信與科學實驗體系。
8月17日11時56分24秒，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云站在第23圈次成功跟蹤、接收到我國首顆量子科學實驗衛星“墨子號”首軌數據。
小知識
“接地氣”的量子
多年來，科學家致力于運用量子世界種種奇異的性質開拓出適用于經典世界的新技術，將被公眾認為高深莫測的量子物理從云端落地到凡塵，服務社會大眾。
其實，量子理論是一門非常實用的學科。早在第二次世界大戰之前，它的原理就已經被運用于分析金屬和半導體的電學和熱學性質。戰后，晶體管和激光器這兩個運用量子理論原理的廣為人知的裝置，更是極大地推動了信息革命的發展。
到本世紀初，我們周圍隨處可見直接或間接運用量子理論的技術和裝置。從常見的CD唱片機到龐大的現代光纖通信系統、從無水涂料到激光制動車閘、從醫院的核磁共振成像儀到隧道掃描顯微鏡……量子技術已經滲透到我們的生活中。
量子計算的應用非常廣泛，不僅可以解決大規模的計算難題，破解經典密碼，進行氣象預報、藥物設計、金融分析、石油勘探，而且還能揭示新能源新材料、高溫超導、量子霍爾效應等復雜的物理機制。
不過，量子糾纏“分身術”的特性有一個更為直接的應用，便是量子保密通信。
現在被認為最安全的信息傳遞方式是光纖通訊。光纜能把所有的光能限制在光纖里，外面得不到能量，所以這個傳輸被認為是安全的。但隨著科技發展，只需讓光纜泄漏哪怕很少一部分能量，我們就能夠竊聽光纜傳遞的信號。
這是因為經典通信的信號只有0和1，發生竊聽時，這兩種信號不會被擾動。比方說，兩人打電話時，他人可通過竊聽器從通信線路中的上千萬個電子中分出一些電子，使其進入另一根線路，從而實現竊聽，而通話者無法察覺。“棱鏡門”事件便是最好的例證。
而量子通信則完全不會出現這個問題，這是因為其密鑰具有不可復制性和絕對安全性。一旦有人竊取密鑰，整個通信信息就會“自毀”并告知使用者。
比如，甲、乙二人要進行安全通信，甲發出的光子信息假設有人竊聽，由于光子不可分割，首先竊聽者根本無法分割出“半個光子”；其次，因為單次測量測不準、不可克隆的量子態特性，竊聽者無法復制信息；第三，一旦竊聽者截獲光子，乙就收不到信息，也就不存在竊聽。
誠然，神秘的量子世界令人著迷，亦令人困惑。人們所感受到的量子技術還只是冰山一角，在探尋量子世界奧秘的旅程中，人們仍在孜孜以求。
5月25日，在中國科學院上海微小衛星工程中心，量子科學實驗衛星總設計師朱振才（右四）、副總設計師周依林（左四）與工作人員在量子衛星旁合影留念。（新華社記者 才揚 攝）
資料鏈接
“墨子號”大事記
2009年12月，空間科學先導專項參加戰略性先導科技專項實施方案評議會，并在16個建議專項中名列前三名。
2011年12月23日，量子科學實驗衛星工程啟動暨動員會在京召開，標志著量子科學實驗衛星正式進入工程研制階段。
2014年12月30日，量子科學實驗衛星通過初樣轉正樣階段評審，正式轉入正樣研制階段。
2015年12月6日，量子科學實驗衛星系統與科學應用系統完成星地光學對接試驗，驗證了天地一體化實驗系統能夠滿足科學目標的指標要求。
2016年2月25日，量子科學實驗衛星工程完成大系統聯試。
2016年8月16日凌晨1時40分，我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。
2016年8月16日1時40分，我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（簡稱“量子衛星”）發射升空。此次發射任 務的圓滿成功，標志著我國空間科學研究又邁出重要一步。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臺，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；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。