中国天地一体化实验室初具雏形 [哈哈镜]

2016年10月13日讯，（本报记者刘欢）仰望星空，幸运的话您会看到一颗散发着绿*光芒、在夜空中最亮的星——它就是我国自主研发的世界首颗量子卫星“墨子号”。当前，我国天地一体化实验室已初具雏形。

量子卫星与阿里站建立链路。新华社发

昨天，中国科学院公布了“墨子号”飞天两个月来取得的阶段*成果。目前，“墨子号”在轨测试一切良好，预计将于下月中旬完成全部在轨测试工作，之后卫星交付，开始科学实验。

据量子卫星工程首席科学家、中科院院士潘建伟介绍，量子科学实验卫星任务计划分为在轨发射、在轨测试和开展实验三个阶段，目前正处于在轨测试的第二阶段，包括对卫星平台、有效载荷和星地链路的测试。截至目前，“墨子号”已完成了与兴隆站、德令哈站、南山站单站跟瞄测试，建立了天地链路；完成南山与德令哈双站跟瞄测试，建立了双边纠缠光链路；完成与阿里站的跟瞄测试，建立了隐形传态光链路。这三种不同链路的打通，为量子卫星与地面站之间量子密钥分发、星地量子纠缠分发、量子隐形传态这三大科学任务打下了基础。

其中备受关注的量子密钥分发，即卫星将量子密钥分发到两个站点，通过比对最终建立绝对安全的量子密钥，而拥有相同量子密钥的两个站可以把使用量子密钥加密的信息通过互联网、无线电话等经典通信方式传递而不用担心信息的泄露。

“只做一个量子密钥分发就已经很难了。在一颗质量不过640千克的小卫星上，把三个实验都设计进去，是非常难的。”量子卫星工程常务副总师兼卫星系统总指挥王建宇说，比如双站跟瞄测试，就是国际上第一次实现在一颗卫星上，用双光子对准两个地面站。这相当于卫星在500公里的轨道上，同时往相距约1200公里的两个地面站“开枪”，而且两边都能打准。同时，卫星上发下来的光子每秒2000万对，要保证光序不错，精度要求非常高。

王建宇称，三种不同链路都成功打通，是采用了很多最新技术的结果。过去做航天项目,都是地面技术成熟了再用到天上。现在科学卫星则不同，新技术研究成功了就要用上，这样才能保证科学实验的先进*。

“事实上，对我们来说，量子卫星成功上天只是第一步。”量子卫星工程科学应用系统总师、卫星系统副总师彭承志表示，这就相当于刚把“建筑材料”准备就绪，若要取得科学成果，还需要依托一个由卫星和多个地面站组成的天地一体化实验室。只有天地一体化实验室真正建好后，才能按照科学家的要求来完成量子密钥分发、量子纠缠分发和量子隐形传态等一系列星地之间的科学研究工作。“我们设计的为期三个月的在轨测试，目的就是要搭建这个天地一体化实验室，从而达到开展实验的要求。”

记者了解到，天地一体化实验室的搭建主要由科学应用系统、卫星系统、测控系统和地面支撑系统共同来完成一系列科学研究工作。其中，在科学应用系统方面，首先需要地面站的支持，国家天文台的兴隆观测站、阿里观测站，新疆天文台的南山观测站，紫金山天文台的德令哈观测站，以及云南天文台的丽江高美古观测站都在名单之列。

卫星发射后，这些台站对接的测试就开始了。其中第一次跟瞄测试是整个实验最重要、关键*的部分，只要天地链路建立起来，就意味着量子信号可以沿着信标光导引的路径传递下来。当前，天地一体化实验室的搭建工作正在按原有计划按部就班地展开，目前已完成了卫星平台的测试、有效载荷测试，正在开展天地一体化链路跟瞄的测试。

“可以说，我们的天地一体化实验室已经具备雏形。未来我们还将对这个实验室进行*能测量和优化，并在一个月之后接受首席科学家的评审。”彭承志说。