“墨子號”與墨子

大可

全球首顆量子科學實驗衛星——“墨子號”，在酒泉衛星發射中心成功升空。“墨子號”霎與地面互相傳遞信號，實現“天地一體化”的量子通信。

量子

你每天都在吃、穿、用無法計數的量子。

量子是什么東西？

哦，它不是東西，是“東西”最小的，再也不能分割的“單位”。

比如身高1米，“米”就是單位。1米可以分割成10個分米、100個厘米……“東西”，科學地說叫“物質”。

班級可以細分成一個個小組，小組再細分是一個個學生。

來看看物質。

把一滴水細分、細分……哦，不能再分割了，這最小的顆粒是水分子，構成這滴水的就是無數的水分子。

再如，把一束光細分到最小的顆粒，就是光子。

水分子、光子都是一個個的，而不是半個半個，或者像月亮那樣有時剩下一小半。

這就是量子。“墨子號”傳遞的是光量子信息。

傳遞

量子傳遞有多難？

從“墨子號”向地面的接收裝置傳遞量子信息，就如一架飛機邊在高空飛行，邊把一枚枚硬幣投向地面的儲蓄罐。

“飛機”與“儲蓄罐”都在不停地旋轉著—_衛星與地球都是在旋轉著的呀！

“硬幣”是兩個兩個地分別投向兩個儲蓄罐，兩邊都要投準。這是比喻量子科學的“糾纏實驗”。糾纏至少得有一對，否則怎么“糾纏”呀！糾纏的結果是互相影響，影響的結果，正是量子密鑰需要的—密鑰，就是秘密的鑰匙呀！

儲蓄罐的口子是扁扁的長條形，硬幣要投進去，比投進圓孔難，因為要對準方向呀！這是對量子科學“光的偏振方向”的比喻。

安全

還有其他許多實驗要做。比如，“墨子號”投下來一個個光子，每秒鐘1億個，得知道被抓獲到儲蓄罐的那個是第幾個，因為抓來是做密鑰的，不知道它的身份怎么能變成密鑰呢？

密碼雖然能保密，可是容易被人家解開，黑客就喜歡干這種事，所以安全性不夠。對密鑰，黑客只能干瞪眼。墨子

墨子是我國偉大的科圣。他在《墨經》里說：“端，體之無序而最前者也。”端是什么？就是前面講的小顆粒呀！這是世界上最早的量子理論。墨子還創立了很多科學理論，“墨子號”以墨子命名，太恰當了！endprint