墨子号 (全球首颗量子科学实验卫星)

墨子号,中国研发,全球首颗量子科学实验卫星,以中国古代伟大科学家墨子的名字命名。2016年8月16日1时40分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。此次发射的量子科学实验卫星完全由我国自主研发,突破了卫星平台、有效载荷、地面光学收发站等一系列关键技术,在轨陆续开展量子密钥分发、广域量子密钥网络、量子纠缠分发、量子隐形传态、星地高速相干激光通信等科学实验。“墨子号”预计在2016年11月中旬完成全部在轨测试工作,在轨测试完成后,卫星将交付科学家进行科学实验。2017年1月18日,世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在圆满完成4个月的在轨测试任务后,正式交付用户单位使用。2017年8月,墨子号实现量子密钥分发、量子纠缠分发、量子隐形传态三大目标,这标志着“墨子号”预先设定的三大科学目标全部圆满完成。

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    1相关背景

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    量子卫星首席科学家潘建伟院士介绍,量子通信的安全性基于量子物理基本原理,单光子的不可分割性和量子态的不可复制性保证了信息的不可窃听和不可破解,从原理上确保身份认证、传输加密以及数字签名等的无条件安全,可从根本上、永久性解决信息安全问题。

    量子卫星201112月立项,是中科院空间科学先导专项首批科学实验卫星之一。其主要科学目标一是进行星地高速量子密钥分发实验,并在此基础上进行广域量子密钥网络实验,以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破;二是在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验,在空间尺度验证量子力学理论。

    2命名缘由

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    量子卫星首席科学家潘建伟院士说,墨子最早提出光线沿直线传播,设计了小孔成像实验,奠定了光通信、量子通信的基础。以中国古代伟大科学家的名字命名量子卫星,将提升我们的文化自信。

    3“墨子号”成长记

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    2011.012011.12(深化论证阶段)

    量子密钥传输示意图量子密钥传输示意图

    完成科学目标凝练、有效载荷遴选、工程方案深化论证。

    2012.012012.11(方案阶段)

    完成关键技术攻关,明确卫星的总体技术方案,完成卫星初样设计,火箭、发射场、测控、地面和科学应用系统确定方案。

    2012.112014.12(初样阶段)

    完成结构热控星、电性星、鉴定星研制与试验,完成正样设计,完成初样阶段各大系统的技术对接。

    2015.012016.06(正样阶段)

    完成正样星箭研制,完成正样阶段各大系统间技术对接,各系统做好执行任务准备。

    2016.062016.08(测发阶段)

    工程各大系统具备执行任务条件。

    2016.11中旬(完成全部在轨测试工作)

    20161012日,中国科学院召开新闻发布会,世界首颗量子科学卫星“墨子号”首席科学家潘建伟介绍,“墨子号”预计在11月中旬完成全部在轨测试工作,在轨测试完成后,卫星将交付科学家进行科学实验。

    4成功发射

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    据新华社报道,2016816140分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。

    成功发射成功发射


    5重大意义

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    此次发射任务的圆满成功,标志着中国空间科学研究又迈出重要一步,将使我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。

    6量子科学实验卫星大事记

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    200912月空间科学先导专项参加战略性先导科技专项实施方案评议会,并在16个建议专项中名列前三名。经中科院党组会审议,确定为拟于第一批启动的专项之一。

    2010331日国务院第105 次常务会议审议通过中科院“创新2020”规划,由中科院组织实施战略性先导科技专项。

    2010925日中科院组织召开战略性先导科技专项咨询评议会。空间科学先导专项作为个候选专项之一参加并通过了专家咨询评议。

    20101028日空间科学先导专项实施方案通过空间科学先导专项实施方案论证评审。

    20111214日量子科学实验卫星项目完成立项综合论证。

    20111223日量子科学实验卫星工程启动暨动员会在京召开,标志着量子科学实验卫星正式进入工程研制阶段。

    20121210日量子科学实验卫星工程方案转初样研制阶段动员会召开,标志着量子科学实验卫星工程正式转入初样研制阶段。

    2014913日中科院发展规划局组织召开空间科学先导专项中期检查专家评审会,专项顺利通过中期检查。

    20141230日量子科学实验卫星通过初样转正样阶段评审,正式转入正样研制阶段。

    2015126日量子科学实验卫星系统与科学应用系统完成星地光学对接试验,验证了天地一体化实验系统能够满足科学目标的指标要求。

    2016225日量子科学实验卫星工程完成大系统联试。

    2016411日运载火箭完成出厂评审。

    2016816日量子科学实验卫星在酒泉卫星发射中心成功发射。

    7领导祝贺

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    2016816日凌晨时分,世界首颗量子科学实验卫星在酒泉卫星发射中心成功发射升空。中共中央政治局委员、国务院副总理刘延东在北京航天飞行指挥控制中心通过视频全程观看发射活动,并向量子科学实验卫星的全体参研人员致以热烈祝贺和亲切慰问。她强调,要认真贯彻落实全国科技创新大会精神,瞄准世界量子科学发展前沿,努力攻克核心关键技术,加快量子通信技术发展应用,为我国进入创新型国家行列、建设世界科技强国作贡献。

    刘延东指出,成功发射量子科学实验卫星,标志着我国空间科学研究迈出了重要一步,对于抢占战略制高点、保障国家信息安全具有重要意义。她强调,要加强大学、科研院所、企业等协同攻关,圆满完成卫星在轨测试和科学实验,做好卫星在轨运行和数据分析,争取早日实现量子通信技术实用化,为量子科学事业进一步发展奠定坚实基础。要加快卫星数据的开发利用和关键核心技术的转移转化,推动空间科学探索可持续发展,发挥新技术的“溢出效应”,更好服务经济社会发展。

    8交付使用

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    2017年1月18日,世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在圆满完成4个月的在轨测试任务后,正式交付用户单位使用。

    交付使用

    9提前完成科学任务

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    2017年8月10日,国际权威期刊《自然》发表文章:“墨子号”量子卫星的三大科学目标全部提前实现!

    “墨子号”在轨运行仅一年,就圆满实现量子密钥分发、量子纠缠分发、量子隐形传态三大目标,这标志着“墨子号”预先设定的三大科学目标全部圆满完成,为我国继续引领世界量子通信技术发展奠定了坚实的基础。

    10登上邮票

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    邮票邮票

    2017年9月17日,“科技兴则民族兴,科技强则国家强。”包括500米口径球面射电望远镜(FAST)、“墨子号”量子科学实验卫星等在内的中国重大科技成果登上邮票。

    《科技创新》纪念邮票首发式当日在中国科学院文献情报中心举办。本套《科技创新》纪念邮票一套5枚,展示了近年来中国以创新驱动发展为主,多个科学领域的探索与成就。

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    墨子号 图册
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    • 更新时间:2017-09-18
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