今天，我们邀请来自中国科学技术馆的叶菲菲，为您介绍一件馆内珍藏的文物。

　　近年来，以传统文化中的著名人物来命名“国家重器”成为我国航空航天领域的潮流，我们常常在新闻中看到“嫦娥”“悟空”和“墨子”登上太空的消息。在中国科学技术馆就展出了世界首颗量子通讯卫星的模型——“墨子号”，它为何以墨子命名？量子通信又是什么神奇的技术？今天的《藏品有话说》，为大家揭开“墨子号”的神秘面纱。

　　“墨子号”是世界首颗量子科学实验卫星，于2016年8月16日在酒泉卫星发射中心利用“长征二号丁”运载火箭发射升空，目前仍在太空轨道上运行。

　　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。利用量子的特殊规律研制出来的通信卫星就叫做量子通信卫星。

　　量子通信卫星就是通过接收并准确分发来自地球的量子信号来实现地面与太空信息传输的卫星通讯技术。因此，想要实现量子通信，就不能仅仅依靠“墨子号”这颗天上的卫星，还需要一整套地面系统。

　　“墨子号”的地面系统包括1个科学实验中心、4个量子通信地面站以及1个量子隐形传输实验平台。

　　“墨子”号卫星模型

　　中国科学技术馆藏

　　“墨子号”是中国未来一系列量子通信卫星的探路者。它上天的目的，一是验证量子力学的有效性，二是发展量子通信和加密技术。

　　“墨子号”依靠传输光量子来实现信息传递，光量子就是光子，是光的最小单位，“墨子号”每秒要分发上亿个姿态万千的光量子。

　　如果把光量子看成是一个个的硬币，星地实验就相当于从万米高空飞行的飞机上，不断地把上亿个硬币逐个准确地投入到地面上一个不断旋转的存钱罐里，准确投入的难度可想而知。

　　正是因为量子自身具有一系列特殊的物理特性，使它能够像《封神演义》中擅长使用遁地术的土行孙一样，可以突然消失，瞬间又从别的地方冒出来，从而实现信息的高速传递。

　　其中，“量子纠缠”这个特性发挥了重要作用。所谓量子纠缠，就是在特定条件下，当两个微观粒子处于纠缠态，不论距离多远，对其中一个粒子的量子态做任何改变，另一个就会立刻感受到，并做出相应改变。

　　我们可以用齐天大圣孙悟空来做个比喻，量子纠缠就像孙悟空和他的分身，无论他们距离多远都可以做到“心有灵犀”。

　　“墨子号”利用量子纠缠提高了二进制编码的效率。实际上，二进制编程和存储的雏形就来源于中国古人在纺织领域发明的提花机。

　　提花机利用“花本”记录复杂的纺织图案的经纬顺序，并且将之用于重复的生产，可以说是最早的图像“信息化”技术。提花机经过丝绸之路传到西方，经法国工匠贾卡改良，被认为是现代信息技术的原点。

　　贾卡提花机简单模型

　　中国科学技术馆藏

　　“墨子号”的另一个任务是解决信息安全问题。有了量子通信，我们就再也不用担心电话“被偷听”了。量子通信的密码不是预先规定好的，而是在通信的时候随机产生的，这样就保证了信息的不可窃听和不可破解。

　　通俗的说，“墨子号”上天后，会发出一连串的光子，我们可以把这些单光子理解为“天外来信”，这些“天外来信”会到达地面上的光学实验站，光学实验站接收到这些单光子后再进行解码，解码成功，就完成了通信。

　　这样一颗代表着世界最先进量子通信水平的卫星，为何要以“墨子”这位古人来命名呢？其实，作为政治家、思想家和军事家的墨子，还被称作“科圣”，被誉为“中国科学家的始祖”。

　　墨子最早通过小孔成像实验发现了光的直线传播，并第一次对光直线传播进行了科学解释。光的直线传播原理也为现在的量子通信发展打下了基础。

　　“墨子号”的首席科学家潘建伟院士指出，就像国外有伽利略卫星、有开普勒望远镜一样，以墨子来命名全球首颗量子卫星，是对中国传统文化的礼赞，体现了中国的文化自信。

　　可以说“墨子号”的命名就是我们对中国古代科技成就的一次回顾，追溯先贤探索自然的足迹和难能可贵的科学精神，不忘人类通过科学技术手段追求美好生活的初心。

　　回顾不是自我陶醉，更不是妄自尊大，而是为了更好的前瞻，希望承载着中国传统文化自信的“墨子号”能够在宇宙中绽放出中华民族的智慧光芒，重塑中华民族的文化自信，也让世界感受到中国的灿烂文明和创新能力！

　　中国科学技术馆

　　中国科学技术馆是我国唯一的国家级综合性科技馆，是实施科教兴国战略、人才强国战略和创新驱动发展战略，提高全民科学素质的大型科普基础设施。中国科学技术馆以科学教育为主要功能，通过科学性、知识性、互动性相结合的展览展品和参与体验式的教育活动，反映科学原理及技术应用，鼓励公众探索实践，不仅普及科学知识，而且注重传播科学思想、科学方法和科学精神。在开展基于展览的教育活动的同时，还组织各种科学实践和培训实验，让观众通过亲身参与，加深对科学与技术的理解和感悟，激发对科学的兴趣和好奇心，在潜移默化中提高科学素质。