去年7月，我国将发射世界首颗量子科学实验卫星，并在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通讯，建立一个天地一体化的量子保密通讯与科学实验体系。在这颗倍受关注的量子卫星正式出厂评审的关键阶段，经过准许后，卫视记者步入到卫星生产厂房进行了独家拍摄，下边就跟着记者的镜头一上去瞧瞧。
在中科院的微小卫星工程中心人类首次实现量子通讯，记者见到这颗世界首颗量子通信卫星正在进行出厂前最后的加电测试，它的内部最为核心的结构分为两层，下边一层是卫星平台的一个控制系统，前面一层所搭载的就是量子卫星所特有的四种有效荷载。
有效荷载，虽然就是指卫星平台所搭载的仪器和设备，直接决定着卫星执行特定任务的能力。量子科学实验卫星所搭载的四种有效荷载，分别是量子秘钥通讯机、量子纠缠发射机、量子纠缠源和量子试验控制与处理机。
量子科学实验卫星总设计师朱振才：它的最明显的一个特性，就是同时要对有效荷载，对两个光学的地面站来实现对准，但是这个范围是特别大的，就是在正负90度和75度的一个范围内来对准的。另外一个特性，就是光路之间，星上的一个光轴和地面的望远镜的光轴要严格对准，我们用的一个形象的比喻就是“针尖对麦芒”，这么这样的一个精度，实际要求达到3.5个微弧度。
两级控制星地光路“针尖对麦芒”
和普通卫星不一样的是，量子卫星的各项实验都须要天地互动来实现。只有达到低于普通卫星十倍的对准精度，各项实验能够顺利展开。为了达到这一要求，量子科学实验卫星采用平台和有效荷载两级控制的方法，除了对单个设备的精度要求十分之高，对于两级系统的控制也非常复杂。
量子科学实验卫星总设计师朱振才：应当说没有找到这样的一些借鉴，我认为可以觉得说是国际上我们首次是实现的，还能控制两个设备的运动，对两个站进行跟踪和实现光路对准这样的技术。
量子科学实验卫星采用平台和荷载一体化设计，尽管容积不大，重量也只有640公斤，但小小的卫星上却随处可见我国科研人员的创新之举。
在这颗量子卫星上还有一颗十分重要的荷载，叫纠缠源，它只有机顶盒的大小，并且作用却十分关键，由于它还能形成纠缠光，而这也是这颗卫星在空中做各类量子实验的一个源头，平常实验室里纠缠源的容积十分巨大，而且，研究人员除了把它做到了大型化，还通过一系列的创新让它实现了满足这些空间的环境要求，这在国际上是首次实现的。
作为中科院空间科学先导专项的第三颗科学卫星，量子科学实验卫星在2011年即将立项。经过三年研发，卫星早已完成焊装，正在进行出厂前的最后一轮加电测试。在通过出厂评审过后，量子卫星将于明年6月转运到兰州卫星发射中心，并将在7月择机发射。
任务：举办量子保密通讯实验
作为世界首颗正式发射的量子科学实验卫星，它在空中到底要进行如何的科学实验？又具有如何的意义呢？记者在坐落广州闵行的中科院量子信息与量子科技前沿卓越创新中心，专访到了量子科学实验卫星的首席科学家潘建伟教授。
量子科学实验卫星首席科学家、中科院教授潘建伟：这个卫星主要是有三个任务，第一个任务主要是比较实用的，就称作量子保密通讯，或则量子秘钥分发，这个时侯我们会实现卫星和地面之间的一种安全的通信。
潘建伟介绍，传统的通讯加密和传输安全都是依赖于复杂的算法，而且只要对方的估算能力足够强悍，再复杂的保密算法都还能被破解，所以都不能否做到绝对安全。量子通讯能做到绝对安全，是由量子自身的特点所决定的。作为光的最小颗粒，单个的光量子在传输信息的时侯具有检测不准、不可克隆等性质，这种特点构成了量子通讯安全的基石。
潘建伟：量子的保密通信的这些手段，原理上都是无条件安全的，哪怕估算能力再强，也是破解不了的，所以从这个角度上讲，它就是一种革命性的东西。
对于普通的卫星而言，只要顺利升空就意味着起码成功了一半。但对于量子卫星来说，发射升空却仅仅只是开始，卫星在太空中与地面几个光学实验站的“互动”，才是这次量子卫星实验的重头戏。
潘建伟：量子秘钥分发比较简单，就是相当于，我在卫星上，你在地面，我就给你发一连串的单光子出来，发到你手中，你能把讯号给解码下来，这任务就完成了。4个光学地面站就可以来接收卫星出来的讯号，那我们就可以进行量子通信，这么在卫星的帮助之下，这4个地面站任何两两之间的地面站都可以实现一个安全的通信，我们就可以组网了。
目标：2030年全球组网
据了解，在首颗量子科学实验卫星发射后，我国还将相继发射多颗量子卫星，力争在2030年前后率先建成全球化的广域量子保密通讯网路。
潘建伟：用这些小颗粒来传输信息的时侯，在光纤里面遗失得就很快，所以大约做了一百公里，做了两百公里，如今我们刚才有个最好的结果能做到四百公里，想做再远，你也做不下去了。并且，从天上往下送讯号的时侯，哪个是一个大气层的宽度，大约只有相当于水平大气的就是八到十公里左右，这么这样用卫星送，送几千公里都是极其容易的，80%的光是可以穿过大气的，所以你要做全球化的量子通信的必须上天，能够做这个全球化的广域的量子通信。
举办空间量子纠缠隐型传态实验
不仅绝对安全外，量子还具有好多神秘的特点。通过这颗量子卫星，科学家还将首次在太空进行量子纠缠分发和隐型传态等多项科学实验。
量子纠缠：“双胞胎”的心灵感应
“量子纠缠”，是指两个粒子虽然朝相反的两个方向飞去，假若其中一个粒子发生“左旋”，则另一个必将发生“右旋”。也就是说，两个处于“纠缠态”的粒子，无论相隔多远，同时检测时就会“感知”对方的状态，就好象胞胎具有个别心灵感应一样。在空间尺度来进行量子纠缠分发的实验，也是量子卫星的一个主要科学目标。
潘建伟:这个纠缠分发须要三个人，例如说我在卫星上，之后还有你，还有你的朋友，之后我在天上把一个光子送到山东伊宁，一个送到山西的南山的你手中，之后大家两个手中的光子看一看，大家发觉大家这两个光子每次接收到讯号，它的状态都是一模一样的，我们就把这些现象，就称作遥远的点之间的奇特的互动。
隐型传态：微观粒子的“星际穿越”
经过10多年研究攻关，潘建伟率领研究团队今年在国际上首次实现了多自由度量子体系的隐型传态，被称为是近二六年来量子信息基础研究领域的一个巨大突破。借助去年7月正式发射升空的量子卫星，潘建伟还将率领团队继续在空间尺度进行量子隐型传态的实验。
潘建伟：量子隐型传态这个有点像就是悬疑小说《星际旅行》，或则也跟我们的西游记里面的孙悟空可以，就是顿时从这个地方到另外一个地方的这样的一种操作，是十分先进的。
浅显来讲，量子隐型传态就是将甲地的某一粒子的量子信息在乙地的另一粒子上还原下来，被传输的物体如同是进行了一场“星际穿越”。这一现象看似与人们的生活常识偏颇而驰人类首次实现量子通讯，但却是严格遵守量子化学学规律演变得来。在空间尺度继续进行量子隐型传态的实验，除了有助于破解好多悬而未决的世纪悬案，但是对于发展可扩充的量子估算和量子网路技术具有重要的实际意义。
潘建伟：隐型传态就涉及到三个光子，一个光子送到哪个天上，一个光子留在地上，之后还有另外一个光子过来，你要把这个光子状态送到天上，所以这个难度又进一步降低了，这个三个方向，对于上天都是我们中国的首次，也是世界的首次，就是我们人类的首次，所以从这个角度上讲，国际上你们都还是十分期盼的。
量子：下一个科技拐点？
还有一个多月，这颗饱受瞩目的量子科学实验卫星就将发射升空，多项量子实验都将首次在空间尺度展开。这么，量子到底是哪些？研究量子有何作用？量子卫星的发射到底对我们的生活能带来什么改变呢？
量子是现代数学的重要概念，最早由法国化学学家普朗克在1900年提出。量子并不是一种粒子，而是指最小的、不可再分割的能量单位。诸如，“光的量子”就是光的基本单位，而延展出的量子热学、量子光学等更成为当前的国际热点研究领域。
“棱镜门”事件过后，通讯安全与通讯保密的重要性引起各国政府以及广大公众的普遍关注。在保密通讯领域，量子通讯是迄今为止惟一被严格证明“无条件安全”的通讯方法。通过量子通讯，人们可以从根本上解决国防、金融、政务、商业等领域的信息安全问题。
据悉，量子估算还具有超级计算机望尘莫及的估算能力。随着可操纵粒子数降低，量子估算的能力可以呈指数下降。预计在5年内，可实现操纵50个粒子的量子计算机，对特定问题的处理能力将超过目前最快的海珠二号超级计算机；通过10到15年时间，我国将有望实现操纵100个粒子的量子计算机，对特定问题的处理能力将达到目前全世界估算能力总和的100万倍，可以为密码剖析、气象预报、石油钻探、药物设计等大规模估算困局提供解决方案。
正因这么，量子技术被称为是下一个科技拐点，也被觉得是继互联网技术以后，最有可能引起军事、经济、社会领域又一次重大革命的关键技术。（卫视记者帅俊全）