“墨子号”开工啦!中国发射世界首颗量子卫星,领跑全球

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  时事引读>>
  2016年8月16日1时40分,世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”在我国酒泉卫星发射中心成功升空,引起世界其他国家的羡慕嫉妒恨,狂甩欧美一光年!“墨子号”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。在全球量子通信竞赛中,我国起步并不是最早的,但是目前我国已经实现“弯道超车”,这项“革命”,表明中国已领跑全球!8月17日11时56分,“墨子号”首轨数据已被中国遥感卫星地面站密云站成功接收到,质量良好,“墨子号”开工啦!中国预计在2030年实现量子通信的全球化。
  涨姿势1 什么是量子
  我们知道构成世界的所有物质都是由很小的微粒组成的。一个物理量,如果有最小的单元而不可连续分割,就说这个物理量是量子化的,并把这最小的单元称为量子。量子是能量的最小单位,分子、原子、光子、电子都是量子的表现形态。其实,所有的基本粒子,包括电子、光子,它们都是量子,所以你也可以说整个世界其实就是由量子组成的。而且从某种程度上说,人类就是一个庞大量子的集合!你每一次的呼吸,其实都包含着上万亿量子的进出呢!
  涨姿势2 什么是量子通信
  “墨子号”拥有一项独步天下的本领:量子通信!量子通信的最大特点是所有的数据和信号传输都绝对保密,再也不必担心信息被窃取。古时候,人们在信封上滴蜡盖上火印,但仍防不住有人拆开、读完再复原。现代,人们用电磁波传递秘密,但“音量”再低,也防不住精细的窃听,而“棱镜门”等事件的曝光更是证明光缆传递信号也不安全。现今,科学家设法将“音量”调低到如此程度:只依靠一颗颗光子,任何窃密者去测量都会破坏它,从而被发现。信息微弱到了极限——量子级别,再小心的读取都会彻底改变它。这就是量子通信的工作原理。
  量子通信分为两类,一类是量子密钥(也称量子保密通信),一类是量子态传输(也称量子隐形传态)。
  那到底什么是量子保密通信呢?让我们举个例子。如果科学家想要传输一个秘密给收信人,就要给收信人两样东西,钥匙和存放着物品的箱子。收信人只有同时收到密钥和箱子,才可以打开箱子取出里面的物品。之后,科学家选择普通方式寄出箱子就可以了,因为没有密钥别人是打不开这个箱子的。这就是绝对安全的量子保密通信!收信人拿到保险箱之后我们再利用量子态来传递密钥,一旦被截获,量子的状态会改变,变成无意义的信息,而接收者也能立马察觉,直到一把新的钥匙安全无误地被接收。
  另一种就是指基于纠缠的量子通信。量子纠缠,是指把两个量子纠缠在一起,像一对爱人,可以共生死。比如李雷和韩梅梅各代表一个量子,他们结婚了(纠缠在一起),李雷和他的分身在上海和北京,韩梅梅和她的分身也在上海和北京,一旦李雷的分身被测量到了,那么李雷和韩梅梅在同一地方的分身都会消失,他们俩都分别只留下了一个分身。这就是量子纠缠,它帮助科学家完成了量子的隐形传态。
  素材延伸 量子科技到底有多牛
  量子科技虽然听起来“高大上”,可实际上很“接地气”。在人们的周围随处可见直接或间接运用量子理论的技术和装置:从常见的CD唱片机到现代光纤、通信系统……量子科技的进步推动了通信安全的提升,也将带来计算能力的飞跃。量子卫星首席科学家潘建伟介绍,利用万亿次经典计算机分解300位的大数需要15万年,而利用万亿次量子计算机,只需要1秒。
  未来量子计算机或以这些方式改变世界:1.提供更为精准的天气预报。2.使药物研发过程更高效。
  量子计算机可以绘制出数以万亿计的分子组合模式,并迅速确定最有可能生效的组合。3.没有交通拥堵。量子计算机可以简化空中和地面交通控制的工作量,迅速计算出最佳路线。4.可加强军事和国防。5.安全的加密通信。6.加速太空探索。量子计算机可应付太空望远镜获得的更多数据,并发现更多系外行星。7.机器学习和自动化。量子计算机实际上可以修改出现乱码的程序代码。这一概念被称为机器学习,与Facebook新闻流会根据你的“点赞”而进行相应变化类似,只是更为复杂。
  【考场仿真试题】对于我国成功发射世界首颗量子卫星,你怎么看?请写一段150字左右的微评论。
  【范文示例】“墨子号”在量子科技领域是当之无愧的领跑者,此次成功发射进一步证明了我国的科技实力,它的优秀表现也会引燃量子科技革命,深刻影响人们生活。在这个其他国家同样重视但无法取得突破的领域,我们深深地为自己的科学家骄傲,这也是国家重视科技投入的结果。科技是第一生产力,不懈追求,保持创新,必定充满力量和希望。
  其他适用话题 科技与生活;大国荣耀;零的突破
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