场面科幻！中国量子卫星通信照片公布发射绿光

8月16日凌晨，中国首颗量子卫星“墨子号”酒泉航天基地发射升空，并于17日成功传回数据。

近日，数张“墨子号”与地面基站进行通信测试的照片正式公布，照片中红色、绿色的光束相互对接，场面相当的科幻。对此，中科院量子信息卓越创新中心副研究员@九维空间Sturman通过微博科普称，照片中是兴隆地面站和墨子号连接的信标光激光。

信标光的作用是卫星和地面站两个望远镜对准并做高速跟瞄用的，不是用来做量子通信的光(通信用单光子普通相机拍不到，必须EMCCD)。绿色532nm从星到地，红色671nm信标光从地到天。

@九维空间Sturman进一步解释称，卫星和地面站各有一个望远镜来收和发量子通信的单光子，所以需要旁边用信标激光来瞄准。

@九维空间Sturman表示，量子卫星与地面站的激光对接难度非常高，500km的轨道高度，第一宇宙速度，200mm口径的望远镜，难度相当于你站在五十公里以外把一枚一角硬币准确地扔进一列全速行驶的高铁上的一个矿泉水瓶里！

这一点也可在量子科学实验卫星首席科学家潘建伟所曾经的一番讲话中得到证实。

潘建伟说，“墨子号”要想保证距离地球表面数百公里的光信号能够顺利被地面光学天线接收，难度就好比是“针尖对麦芒”一样。由于卫星发射的光信号是极其微弱的单光子级别，在由空间向地面传输的过程中会受到许多因素的干扰，比如星光、灯光等都将成为干扰信号传输的背景噪声。

此外，卫星的运动速度很快，地面的光学天线必须时刻紧跟卫星的“节奏”才有可能实现信号的准确接收。

所以，在“墨子号”量子通信卫星的设计过程中，不仅要克服各种噪声的干扰保证信号源的稳定，同时还要实现与地面光学天线的准确对接。

尽管条件苛刻，但是在我国科学家的不懈努力下，如此不可思议的技术难题也依然得到了解决。