過新年，迎新星

云柏航

日新月異的大家族

“2017年，你好！”

“歡迎來到新的一年！”

在浩瀚的宇宙空間中，是誰在發出這些“新年祝福”？原來是一顆顆人造衛星！它們來自不同的國家，各自擔負著不同的任務。有的是通信衛星，負責為我們傳遞手機信號；有的則是氣象衛星，24小時不間斷地為人類監測著大氣層的變化……“一年又一年，我們的人數越來越多啦！”一顆負責為船只導航的“子午儀”衛星高興地說。

“是啊。”離它不遠處的一顆老通信衛星感慨地說，“想當年，我坐著火箭飛到太空里時，這里空蕩蕩、黑乎乎的，就好像一片杳無人跡的荒原。現在，這里有了越來越多的伙伴。說明人類的科技發展得多快啊！”

“而且，它們中有的還帶著特殊的任務呢！”一顆負責傳送電視信號的衛星用一根天線指了指遠處的兩顆軍用偵察衛星。它們都默不作聲，忠實地記錄著自己截取到的每一段無線電波，將它們作為情報，輸送給地面的控制人員。

“別看它們搞得那么神秘，其實都是老皇歷啦！”“子午儀”不以為然地說，“去年新來的那顆‘墨子號才是人類最尖端科技的代表！”

“對對對。”電視衛星興奮起來，“它是一顆‘量子衛星，這可是咱們衛星家族中的全新成員！”

量子“新”星

“你們好！”說曹操，曹操到。“墨子號”帶著兩片閃亮、寬大的光翼，緩緩地沿著弧形軌道飛過來了。“祝你們新年快樂！”

“也祝你新年快樂！”三顆衛星向它發出了新年祝福。之后，“子午儀”搶先問道：“聽說，你是一顆‘量子通信衛星？”

“是的。”“墨子號”回答。“我的任務是與地面已有的光纖量子網絡結合，實現量子通信。”

“量子通信？”老通信衛星吃了一驚，“那不是愛因斯坦設想中的未來科技嗎？沒想到已經要變成現實了？”

“還差一點點。”“墨子號”謙虛地說，“我這次來到太空中，主要是作為一次科學實驗。是否能成功地實現與地面的通信，目前還是個未知數。”

“量子通信是怎么回事呢？”電視衛星好奇地問。

“這是因為，在量子世界中存在一種‘心電感應的現象。在人類看不到的微觀世界里，兩個粒子就好比雙胞胎一樣，當哥哥感到高興時，弟弟也會跟著高興；而哥哥感到痛苦的時候，弟弟同時也會痛苦。不管它們相距多遠，只要其中的一個發生變化，另一個就也會發生相應的變化。但為什么會這樣？科學家們直到今天還沒搞清楚。

“然而，利用這個現象，人們卻可以傳輸信息。就像科幻故事中描繪的超時空穿越一樣。在一個地方神秘消失的東西，又會在另一個地方神秘出現。這就是量子通信的原理。”

“也就是說，只要把信息儲存在量子形態里，就可以進行這種通信傳輸。”老通信衛星點了點頭，“真是不可思議的高科技！”

跨越時空的通信

見電視衛星和“子午儀”都聽得津津有味。“墨子號”繼續向它們解釋：“這種量子形態的信息，第一個特點就是它的信息量很大，就連最先進的5G、6G網絡也比不上它！而且，量子通信完全環保，不會產生任何電磁輻射污染。”

“不但如此，用這種技術還能夠穿越時空！”老通信衛星補充道，“兩個光量子無論相隔多遠，它們的‘心靈感應都是無法被切斷的。所以，即使一個光量子被發送到了幾光年乃至幾十光年之外的外星系，人們仍然可以通過另外一個來了解它的狀態。這樣，就可以實現與遙遠恒星系統的通信了！”

“到了那天，我可要把地球上的電視節目傳給外星人看看！”電視衛星笑著晃了晃自己的天線，“保證讓它們也開始追地球上的電視劇、動畫片！”

“不過，目前那一天距離我們還很遙遠。”“墨子號”擺動著自己的光翼，“我的第一步，需要先解決地球上的信息傳輸問題。科學家們已經發現，如果量子信號通過光纖來傳輸，最多傳出一兩百公里遠就會失去信號，而通過宇宙空間可以傳遞幾千公里。另外，受到地面條件的限制，很多地方無法鋪設量子通信的專用光纖。因此，若想實現覆蓋全球的量子通信網絡，使用衛星傳輸是最佳的方案。”

“這么說，你肩負的任務真是至關重要！”“子午儀”發出了感嘆。

“是啊。因為現在，人類制造的量子通信衛星運行軌道較低，覆蓋面積小。如果要在全世界范圍內實現通信暢通，大約需要 20 顆衛星。可以說，我是作為‘先遣隊，來這里探路的。”“墨子號”自豪地說。

中國尖端科技的驕傲

“你的名字叫‘墨子，這么說，你是來自中國的啦？”電視衛星問道。

“是的。”“墨子號”點了點頭，“我是中國人自主研發的量子通信衛星，并用長征-2D運載火箭將我送入太空。目前，中國科學家已在相距300公里的地面成功進行了量子傳輸實驗，我的任務是把這個實驗帶到外層空間。如果順利的話，我將與地面控制人員精密合作，建立起一個連接衛星與地面的遠距離量子科學實驗平臺。”

“沒想到，中國的科技水平已經這么發達了！”“子午儀”心悅誠服地表示。

“確實。要知道，在太空里進行量子科學實驗非常復雜，對實驗設備的要求也超乎尋常的高。例如，在我飛行的過程中，我攜帶的兩個激光器要分別瞄準兩個地面站，同時傳輸量子信息。甚至在穿越大氣層后，也要保證光子的精確對接。這種跟蹤技術，國際上還沒有哪個國家成功地實現過！”“墨子號”充滿自信地說。“未來，我們還要發射更多的量子通信衛星。到2020年，我們將建成連接亞洲與歐洲的洲際量子通信網絡，爭取早日把愛因斯坦的設想變成現實！”

無法破解的密碼

“不過，現在國際形勢這么復雜，保證信息的安全可是第一重要的！”老通信衛星向后瞄了一眼那兩顆偵察衛星，“如果你的信號被攔截或竊聽，那就……”

“不用擔心，以量子形態保存的信息是非常安全的。”“墨子號”笑著回答，“傳統的信息加密，靠的是設計一個復雜的算法。但是只要竊取者的計算能力足夠強大，再復雜的保密算法都能夠被破解，所以不能做到絕對安全。但量子通信的原理完全不同。作為光的最小粒子，每個光量子在傳輸信息的時候，不但無法被分割，而且還不可能被完全復制。所以，這些信息是不可竊聽，更無法被破解的。”

“喲，這么厲害！”電視衛星和“子午儀”聽得目瞪口呆。“這下，那些間諜、黑客不是要失業了嗎？”

“另外，在信息的傳輸過程中，我們還設計了一種量子密鑰。它是用具有量子態的物質做成的密碼。在傳遞信息的過程中，量子密鑰一旦被截獲，它的狀態會立刻發生改變，使截獲的人只能得到無效信息。而信息的發出者也能立刻察覺，立即對密碼進行更換。”“墨子號”胸有成竹地點點頭，“也許，將來當量子通信建成的那天，黑客真的會失業呢！”

“太了不起了！”衛星們都歡呼起來。在新的一年里，讓我們先預祝“墨子號”能勝利完成自己肩負的使命，用來自中國的科技和智慧開創出一條通往未來量子通信網絡的道路！