如何評價中國成功發射首顆量子科學實驗衛星「墨子號」？會帶來哪些影響和應用前景？
這可以說是量子通信領域的中國最強音！！！
隨著我國發射的世界上首顆量子科學實驗衛星「墨子號」的順利升空，中國將成為全球第一個實現衛星和地面之間量子通信的國家，我國也將實現「天地一體化」量子通信網路的初步構建，
作為迄今為止唯一被嚴格證明是無條件安全的通信方式，量子通信技術在金融、軍事和政務等領域的應用前景得到了世界各國的廣泛關注，美國、日本等國也啟動了相關的研究計劃。
此次「墨子號」的成功發射，更鞏固了我國在量子通信領域的世界領先地位。而且伴隨著地面光纖量子通信網路「京滬幹線」的建設完成，我國將初步建立起世界上首個廣域量子通信體系，人類正在步入量子信息的嶄新時代，「絕對安全」的信息傳遞將為社會進步注入新的發展能量。
不過，這些都是我們說的，可能還不夠有說服力，但作為一個正經的科普機構，我們努力把最好的呈現給大家，所以我們也邀請到了中國科學技術大學常務副校長、中科院量子科學實驗衛星先導專項首席科學家潘建偉進行了專題訪問，聽聽這個領域的專家怎麼說。
- 一、獨一無二的「量子衛星」
「墨子號」量子科學實驗衛星是中科院空間科學先導專項首批4顆科學衛星之一，是繼暗物質粒子探測衛星「悟空」、微重力返回式科學實驗衛星「實踐十號」之後的第三顆科學實驗衛星，其主要任務是開展基於衛星平台的廣域量子通信和量子力學基礎原理檢驗。
潘建偉表示，此次「墨子號」量子實驗衛星的主要科研任務有三個：
首先，通過量子衛星實現衛星和地面的量子密鑰分發，從而實現廣域的量子保密通信。
之所以需要通過發射衛星來建立天地之間的量子通信網路，是由於地面信號的傳輸主要以光纖為媒介，而光纖傳輸的過程中信號損失相當嚴重，實驗表明光纖傳輸的量子通信信號在兩百公里以後就幾乎被吸收殆盡，如果人類想實現遠距離的量子通信傳輸就必須建立多個安全可信的信號中繼站，這無疑大大增加了信息泄露的幾率。科學家們經過研究發現，特定波段的光在穿透大氣層的過程中能量損失僅為百分之二十，也就是說天地之間數千公里甚至上萬公里的距離，光在其間傳輸的損耗要遠遠低於在地面光纖網路中傳輸的損耗。利用這一原理，人類利用空間中的量子衛星作為地面網路的中轉站，可以將地面多個城市中建立起的城際量子通信網路連接起來，從而極大地提高量子通信的效率。
其次，「墨子號」還承擔著對量子力學本身的基本原理進行檢驗的實驗任務。
量子糾纏態是量子力學中的一個經典現象，即在多粒子量子系統中，一對具有量子糾纏態的粒子，即使相隔極遠，當其中一個狀態改變時，另一個狀態也會即刻發生相應改變。這種現象稱為「量子非定域性」，曾經被愛因斯坦等用來質疑量子力學理論的完備性，並引發了長期的爭論和持續至今的各種檢驗。科學家們在地面上已在相距100公里的距離成功地驗證了量子非定域性，但尚未做到嚴格無漏洞的終極檢驗。而量子衛星將把這個實驗帶到外層空間，將在國際上首次得以實現千公里量級的量子非定域性實驗檢驗，對於人類加深對量子力學基礎理論的認識具有重要的意義。
第三，「墨子號」將連接中國和奧地利之間的量子通信網，以證明全球規模的量子通信網路設想是可行的。
這也是我國在量子通信領域開展的第一個大型國際合作，潘建偉也表示，未來我國將與更多國家開展合作，共同推動量子通信領域的進步與發展。
潘建偉還介紹道，作為建設「天地一體化」通信網路的重要組成部分，「墨子號」量子衛星與普通衛星相比存在著巨大的差異。發射升空的量子衛星以及建設在地面的多個地面觀測站，共同組成了前所未有的覆蓋地面和空間的巨大實驗網路。
圖1 量子保密通信原理圖
- 二、「針尖對麥芒」的精準定位
「墨子號」量子通信衛星作為天地一體化的空間中轉站，其承擔著發射和傳輸光信號的重要任務，如何保證距離地球表面數百公里的光信號能夠順利被地面光學天線接收，潘建偉形象化地解釋道，這其中涉及到的關鍵性實驗技術的難度就好比是「針尖對麥芒」一樣。
潘建偉介紹說，由於衛星發射的光信號是極其微弱的單光子級別，在由空間向地面傳輸的過程中會受到許多因素的干擾，比如星光、燈光等都將成為干擾信號傳輸的背景雜訊。此外，衛星的運動速度很快，地面的光學天線必須時刻緊跟衛星的「節奏」才有可能實現信號的準確接收。所以，在「墨子號」量子通信衛星的設計過程中，不僅要克服各種雜訊的干擾保證信號源的穩定，同時還要實現與地面光學天線的準確對接。儘管是如同「針尖對麥芒」般苛刻的實驗條件，但是在我國科學家的不懈努力下，如此困難的技術難題也依然得到了解決。
圖2量子通信衛星概念圖
- 三、保密通信的「京滬幹線」
被稱為「京滬幹線」的地面量子通信網路，是「天地一體化」量子通信網路的地面組成部分。對於「京滬幹線」的建設原理，潘建偉解釋道：在建設地面量子通信網路的工程中，主要的應用都集中在城市範圍內，將城市之間的城域網連接起來實現城際量子通信非常關鍵。
據介紹，目前的技術僅能夠達到點對點百公里量級的量子通信，所以就需要通過建立可信任的中繼站點來起到信息中轉的作用，連接相距數百公里兩個城市的量子通信網路。已經建立起來的北京、濟南、合肥、上海四個量子通信城域網，將在可信中繼的幫助下，通過光纖串聯起來，構成量子通信的「京滬幹線」。未來還將會在每個城市中建設光學天線接收衛星的信號，這樣，隨著「墨子號」的順利升空，地面的「京滬幹線」與空間的量子衛星共同構成了覆蓋全球的廣域網路，充分利用衛星覆蓋的廣域性和光纖入戶的便利性，從而真正實現「天地一體化」的量子通信。
圖3廣域量子通信網路示意圖
- 四、開啟量子通信新時代
隨著量子衛星的發射升空和下半年「京滬幹線」的完工，中國的廣域量子通信體系為率先建成全球化的量子通信衛星網路奠定了基礎，人類即將實現全球範圍內衛星和地面間的首次量子通信。
「天地一體化」的量子通信網路即將鋪就，歷經30餘年的量子信息研究也將步入深化應用的時代。未來，量子通信不僅僅只是一種全新的加密通信手段，它將成為新一代信息網路安全解決方案的關鍵技術和日益普遍的電子服務的安全基石，成為保障未來信息社會可信行為的重要基礎之一。也許就在不遠的將來，量子通信技術將如同手機、電腦一般，走入尋常百姓家。
為什麼總有一些人覺得這是在騙經費？
實名反對@Gerry Che的答案。
首先，我不能說那些說量子通信是騙經費的人不懷好意。畢竟當年燒掉鄭和下西洋資料的劉大夏也是一名忠臣。但是我覺得很有必要反對一下，以正視聽。
這次量子衛星的科研意義非常大，除了量子通信本身（密鑰分配），據我所知：
1、激光通信的嘗試，這個來源於新華社報道，我國首次空間高速相干激光通信試驗將在量子衛星上開展，空間高速激光通信技術用於實現星間、星地高速數據傳輸，可克服高解析度衛星成像數據傳輸有限的瓶頸，是空間數據中繼、星間組網的重要手段，也是一項國內外航天界高度關注的前沿高科技技術。
2、檢驗萬有引力對退相干的影響，這個來源於去年的一篇nature physics，萬有引力可能對退相干有影響，這個很有趣，對理論物理研究也有重要意義。Universal decoherence due to gravitational time dilation : Nature Physics : Nature Research
3、糾纏光子對的分發，之前已經有人在地面上相距100公里的距離成功地驗證了量子非定域性，而量子衛星將把這個實驗帶到外層空間，將在國際上首次得以實現千公里量級的量子非定域性實驗檢驗，整個實驗本身對人類物理學發展都很有意義。
4、量子隱形傳態的嘗試，這個還在實驗的初級階段。之前的多自由度量子隱形傳態已經獲得了當年的十大物理突破之首2015國際物理學十大突破 中國科研成果居首，現在繼續加深實驗怎麼能說是騙經費？
中國自主研發的量子衛星突破了一系列高新技術，包括同時瞄準兩個地面站的高精度星地光路對準、星地偏振態保持與基矢校正、星載量子糾纏源等工程級關鍵技術等
而僅僅提量子通信（密鑰分配），歐美也有很多人在做。歐洲量子通信，what are you 弄啥嘞？ - 科技蜘蛛 - 知乎專欄
2013年「稜鏡門」事件之後，歐洲人對量子通信及其應用的重要性有了更清晰的認識。2014年法國在巴黎創立了巴黎量子計算中心 (Paris Center for Quantum Computing, 簡稱 PCQC)。PCQC 將法國所有從事量子信息研究的機構，如法國國家科研中心(CNRS), 巴黎高等電信(Telecom ParisTech), INRIA 巴黎，巴黎六大，巴黎高光所(Institut d』Optique), 法國原子能研究署 (CEA) 等法國頂尖研究機構聯繫起來，讓理論物理學家，數學家以及計算機科學專家們通力合作，試圖帶領法國在量子物理理論，量子通信，量子計算等方面實現突破。 同年，Telecom Paristech 聯合 PCQC 主辦了量子保密通信的頂級會議：第四屆量子密碼年會（QCRYPT 2014）。這足以看出，法國以及歐洲在量子保密通信領域的地位。
2012年 NASA 也開始研究 CV QKD 作為保證衛星通信安全性的可行性。NASA 在其報告指出了一系列 CV QKD 適合於衛星通信的優點。最近，澳大利亞的新南威爾士大學也在理論上論證了 CV QKD 信號在低空衛星軌道傳輸的可行性。前文所提的巴黎高等電信學院和巴黎高光所目前也正在積極致力於星載 CV QKD 的研究，他們也希望該組多年研究的CV QKD 系統能被應用到衛星通信上，在日漸激烈的量子密鑰分發技術競爭中佔得一席之地。
同時，我是做量子計算的，當然我認為量子計算科研意義很重大，但我同樣認為量子通信的科研意義也很重大，而且兩者存在很多聯繫。文人相輕，科研人不會這樣。
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最後，很多新聞記者的水平確實有限，把量子通訊衛星吹得天花亂墜，引人反感，這是中國在科普上還急需解決的問題，但這並不能否認這一研究的意義。
謝邀。
2016年8月16日1時40分，中國發射了人類歷史上第一個量子科學實驗衛星墨子號。
2016年8月17日11時56分24秒，中科院遙感與數字地球研究所所屬中國遙感衛星地面站密雲站在第23圈次成功跟蹤、接收到我國首顆量子科學實驗衛星「墨子號」首軌數據。
從單顆量子通信衛星到量子通信衛星組網早在計劃中，兩年前我寫過一篇相關的回答（中國發射的量子科學實驗衛星有哪些重要意義？ - Summer Clover 的回答）。重複的內容不再多寫。之前的很多回答也已經談了為什麼需要量子通信。沒錯，最主要的原因就是量子力學基本原理（量子不可克隆原理）確保的完全保密性。我這裡就再簡單討論一下，為什麼我們需要這樣一顆衛星？
發射量子通信衛星其實是一個自然而然的成果。
我們需要它的原因有，
1）地面的量子通信距離達到千公里量級後，只有量子通信衛星可以提供更廣域的量子通信實驗平台（廣域量子密鑰網路實驗）。由於大氣層只有10公里後，對光的損耗比光纖小很多。在太空中進行量子通信，量子糾纏源受到的環境干擾更少，更容易實現穩定的遠距離量子通信。得益於有效通信距離的提高，地1-衛星-地n的網路端點比地1-地2-...-地n要精簡得多，率先組好量子通信衛星群會帶來更多產業化上的優勢——可靠、遠距離、成本合適。對於保密要求高的國防、金融會成為量子通信系統第一代用戶，國防上的應用已經近在咫尺。
2）還有大多數人不在意的極其重要的學術價值——一系列的量子科學實驗。目前提到的有空間尺度的量子糾纏分發、量子隱形傳態、驗證量子非定域性。以後還會有新的量子科學實驗。這些實驗在其他國家的量子衛星升空前都是獨一無二的先驅性實驗。第一個把望遠鏡對準星空的人，第一個把顯微鏡對準微生物的人，都在文明史上留下了痕迹。我們的量子衛星率先把量子科學實驗放在了空間尺度來驗證。昔日，我們看神岡實驗有多紅眼，今日外人看量子衛星應如是。我們至少能以更好的精度驗證量子力學結論。倘若幸運的話，我們說不定還能發現一些與理論不完全相符的實驗結果（類似於超級神岡發現中微子振蕩），比如量子糾纏有沒有一個極限速度。
量子衛星還有一些很積極的影響。
1）這可能是第一次，中國是作為先驅推出一個大科學項目（中科大和中科院多個研究所負責），而不是亦步亦趨地跟在別人後面。（我針對的是這種想法——別人造了一個大型對撞機，我們只要造一個更大型的對撞機就是在做好的科學了。然而並不是。）中國的學術界跟蹤性工作做得很好了，但還缺少做先驅性工作的傳統。既有尖端產業價值，又有基礎科學價值，又由中國本土科學家領導，又是中國本土科研經費支持的量子衛星項目。這是中國學術界的一個里程碑，一個典範。
2）中國佔據了量子通信的領頭位置，並形成了一定科技壁壘。雖然，量子通信衛星是自然而然的成果，但是這裡面遇到的技術問題都是一道道科技護城河。量子衛星本身的技術門檻有高精度跟瞄、星地偏振態保持與基矢校正、星載量子糾纏源。這一整套「天地一體化量子科學實驗系統」還包括四個地面量子通信站、一個量子隱態傳輸站。中國憑藉這個大項目成為了量子通信研究的一個中心，可以在未來相當長的時間裡，持續吸引這個領域的國內外頂尖科學家。比如，中國科技大學物理學院已經有三個量子領域的院士；潘建偉院士讀博時的導師A.Zeilinger也參與了墨子號量子衛星實驗的研究。（歐盟沒有批准A.Zeilinger率先提出的量子衛星項目。）
3）這顆衛星的發射會刺激其他國家（歐美日等）的量子項目。這些發達國家肯定會跟進量子衛星的研究。歐盟今年5月就發表了《量子宣言》（Quantum Manifesto），將於2018年啟動10億歐元支持的一系列量子科研項目，希望確保歐洲在量子技術領域能取得領先地位。率先提出量子衛星的歐洲今日卻被中國甩在身後，姍姍來遲的經費要背這個鍋。歐盟量子宣言的主要技術目標在量子通信、量子模擬器、量子感測器和量子計算機。量子通信包括歐盟要追趕的量子通信衛星，還有量子網路等；量子模擬器主要用於模擬量子動力學、化學反應、藥物設計；量子感測器利用更精細的量子效應製作感應器、原子鐘等；量子計算機則是量子技術最後的聖杯（量子計算機有什麼實際的應用意義？ - Summer Clover 的回答）。這場量子技術競賽之路還非常漫長、激烈。而這絕對是一件好事。科技競賽是最好的競賽。中科院之聲科普文章 來源 2016年8月16日1時40分，我國在酒泉衛星發射... 來自中科院之聲
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墨子號這種級別的大科學工程在實驗本身以外也是有很大價值的。我談談有可能的戰爭意義。舉世皆知的例子就是美國人為了檢測太空梭的燃料發明了b超技術。
不過首先，我可以炫耀一下，我是做過這次要上天測試的兩個量子實驗的。包括量子通信試驗和量子糾纏態的製備。（雖然我科物院估計有多半人都選了這兩門實驗，但是好歹咱也不能算是純粹的吃瓜群眾嘛）
同樣的，墨子號的工程難度是極其可觀的，帶來的附加價值，對產業的促進都是不可忽視的。
舉個例子，墨子號需要做到把單個光子發射到1米2直徑的望遠鏡中。一般人可能不理解這是個什麼概念，想像一下魔改版的59坦克在數百公里外命中對方艦長的腦袋（殲星艦版本59當然打的是對方的軍艦了）…………大概就是這樣。而且光自己本身還有衍射等問題。
雖然墨子號是有主動引導的過程，但是還是需要對大氣干擾折射等等因素積累大量的經驗，相同的技術如果是地面發射強激光束就是反衛星/反彈道導彈武器了………
另一方面，量子加密對於未來戰爭是有極大作用的，影視劇里，遊戲里經常有入侵對方（有可能是恐怖分子，有可能是美國自己，有可能是無辜的外星人）數據鏈，控制對方無人機戰鬥機器人臨陣倒戈的情況。而事實上，現代戰爭中廣義上的機器人（包括無人機等）佔比越來越高，安全性要求也在提升，誰也不希望自家的飛機用導彈轟炸自家陣地吧。尤其是戰鬥機器人對於大國（不能跟恐怖分子比）相對於熟練的士兵，優秀的飛行員成本極低，在非對稱戰爭中估計以後會以戰鬥機器人為主。所以至少在軍事方面，量子衛星是極有前瞻性的研究。想像一下戰爭開始之後敵方無人機數據鏈一直被我方入侵我方卻巍然不動吧。
當然了，安全性不是一個數據鏈這麼簡單，墨子號只能說是我國科技大發展的萌芽之一，至於真正的爆發，還要看諸君的努力。
另一個研究目標是研究貝爾不等式（我估計大部分都不知道為什麼要用衛星來研究不等式），其實就是研究量子糾纏。這個事情上我敢說以後人類飛多遠，就得在多遠的尺度上測一下貝爾不等式。這就好比「全宇宙測光速是不是一致」一樣………
還有好多莫名其妙的小網站小微信主頁說墨子號不是量子通信，是騙局等。。。我想說我學到的量子通信就是 BB84這種，至於用量子超光速通信或者量子隱形傳輸那是科幻小說的東西。。。。按照現有的科學理論框架一切經典信息的超光速通信都是不可能的！
當然了如果你把宇宙空間強行扭曲了再通信在扭曲之前的時空確實是「超光速」，但是你自己走的通信仍然是光速。所以很多吃瓜群眾說人類一定能突破這個限制什麼的，那隻能是強行扭曲時空而不是暴力在經典時空內超光速。我倒覺得說不定過個幾千年人類真的會製造小型蟲洞然後通過隱形傳輸把自己全身的信息傳過去重組（就像電影《救世主》那樣），但這還屬於科幻的範疇。。。
所以別把科學現實和科幻小說混淆了同志們。看到很多答主說量子通信無用的，量子通信不是用量子來通信的。
建議查查百度，看懂BB84協議再來說話。
這是國際公認的，恐怕也是最簡單的量子通信協議。
如果連這個都看不懂，就好比連開方運算都理解不了，就斷言無理數不存在。
另外，如果誰說真正的量子通信是通過量子糾纏直接傳遞信息，否則就不是真正的量子通信。這種人完全不懂量子糾纏。
如果有人狡猾的不提量子糾纏，暗示不用糾纏特性的量子通信天然保密。這種人連量子是什麼都糊塗的很。感謝邀請。首先這是墨子在兩千多年前被董仲舒和漢武帝「黑」了之後第一次被後代們重新「捧上了天」。其次，這是中國的第一顆、也是世界上第一顆量子通信實驗衛星發射升空，而量子通信的應用前景是不可估量的，這將載入史冊，必將寫入中國現代史，官方史料怎麼寫我都想好了：2016年8月16日凌晨，我國、也是世界上第一顆量子通信實驗衛星正式發射升空，這標誌著我國量子通信實驗進入了實際應用的初級階段，這一成果要比歐美領先x年。最後，當然了這只是一顆實驗衛星，其目的主要是實驗，而實驗對象則有：驗證量子力學的有效性、發展量子通信和加密技術、研究量子糾纏。
但是大家千萬不要誤會，這只是實驗衛星，離實際應用還很遠。所以要是某寶上出現量子手機、量子電腦等東西可千萬不要上當受騙。至於應用前景，總結出來就是一句話：必將引發新一輪的通信革命。現在的經典的半導體計算機能用到哪些領域那麼這個新的黑科技也能應用到這些領域來，甚至會更廣泛。
P.S. 今天早上起來賽先生微信公眾號推送了一篇科普文章，裡面的很多名詞講的很清楚，所以我也就沒必要再重複啰嗦了，歡迎大家點擊： 「墨子」 升天：人類探尋星地通信的新征途這篇文章進行腦補。當然有《量子力學》或者《高等量子力學》基礎的同學，這篇文章應該不難理解；至於其它專業的或者純文藝知乎者，你們圍觀就行了，有生之年應該還能用上這種黑科技通信方式。
謝邀
跑個題先，先推薦一篇我們公眾號的文章，歐洲量子通信，what are you 弄啥嘞？ - 科技蜘蛛 - 知乎專欄。我們邀請到了法國巴黎高等電信博士，來給大家講一講歐洲量子通信的同仁們這些年都在做什麼，跟中國的發展思路有和不同。他山之石，可以攻玉，看一看別人家的量子通信的發展，相信會讓大家對我國量子通信成就有一個新的認識。
然後開始答題：
首先要為這顆衛星的命名點個贊。我還記得初中一年級講光學的時候，書上提過墨子第一個發現了小孔成像現象。當時就覺得，什麼？這些名字裡帶子的人，除了向各諸侯推銷自己的政治理念謀求個一官半職之外，居然會有人關注這種後來被叫做物理學，當時卻帶不來名和利的東西？？？
後來才知道，原來墨子創立的墨家，是 2000 年前那個百家爭鳴的年代，唯一一個對自然科學有過研究與思考的學派。墨子也一直被視為我國自然科學的鼻祖。心中便更對墨子充滿了敬意，可惜的是，漢武帝罷黜百家獨尊儒術之後，墨家便從中國歷史上消失了，而之後的中國歷史便只有技術再未誕生過科學。
我想，衛星的命名者一定也是墨子的崇拜者。墨子號這個命名，一方面是向我國自然科學先驅致敬，另一方面表明了科學家們對這顆量子科學衛星的期望。
到底是什麼實驗任務能讓中國科學家，乃至全世界量子通信科學家，對墨子號充滿期待？
主要是地星之間量子隱形傳態科學實驗。量子隱形傳態關注的是如何將某個量子的量子態 (注意是量子態而不是量子) 從一處傳輸到另一處。由於量子力學中的不可克隆原理，這種量子態的傳輸無法通過傳統的觀測-傳輸-重構方式實現。怎麼辦？利用量子力學中的另一個現象：量子糾纏。量子糾纏說的是量子世界中，處於糾纏態的粒子有某種蜜汁「心電感應「，一個粒子狀態發生改變之後，另一個粒子狀態的變化是完全確定的。量子糾纏可以繞開量子克隆實現量子隱形傳態。怎麼做呢？假設發送方 A 想把某個量子態 c 發送給接受方 B，那麼首先需要分發給A和B一對處於糾纏態的量子對，比如 A 手裡有量子 a 而 B 拿著量子b。 A 在本地端將量子 a 和量子 c進行干涉並觀察結果，A通過傳統信道將測量結果告訴B，B於是可以通過操作將量子b變成c！量子態c就這麼「嗖」的一聲兒從A傳輸到了B那裡。
1997年的時候，單一自由度的量子隱形傳態已經被實驗驗證過了。為什麼還需要在地面和衛星之間驗證呢？因為
量子隱形傳態作為目前量子通信研究的前沿，還有很多基礎的問題需要回答。比如量子糾纏對是否可以順利通過大氣層，在如此遠距離的傳輸中，是不是會有什麼變化，會不會受到引力的干擾? 雖然目前還沒有明顯的實用價值，但通過探索這些基本的量子物理問題，可以幫助中國科學家驗證量子理論自身的完備性，也許會給我國的量子物理基礎理論方面帶來突破。
其實墨子號背負的使命還不止單單是一個地星之間量子隱形傳態的實驗，根據潘建偉教授 2014 年對這顆量子衛星的介紹 (原文鏈接：http://english.nssc.cas.cn/ns/NU/201410/W020141016603617313704.pdf), 其他實驗還有
1星地之間量子密鑰分發實驗
2量子衛星中繼量子通信網
3地面站之間的量子糾纏分發實驗
還是先來解釋下這些實驗名稱中出現的專業名詞：
量子密鑰分發技術，也被叫做量子加密，量子保密通信。是量子通信中最先得到應用的技術。通信中一個很重要的問題就是：怎麼樣確保通信各方能安全無泄漏地「協商」通信需要的加密密鑰呢？換言之，密鑰可以保證通信的信息不泄露，可是誰來保證密鑰本身在傳輸過程中不會泄露呢？量子密鑰分發技術正是依賴了量子力學中的測不準原理解決這一難題的，概括說來，量子密鑰分發為現有的通信方式加了一把可靠的「量子鎖」，並非為了取代現有通信體系。量子密鑰分發技術 (除了量子隨機數生成器) 是目前量子通信中唯一可以商用化的技術。
我們來探討下這些實驗的目的：
1星地之間量子密鑰分發實驗：目前量子密鑰分發的實驗只在地面實現過，而且隨著技術的進步，密鑰分發的距離也在不斷的變長。從84年，第一個量子密鑰分發協議BB84的只有幾十厘米，到潘建偉老師近年來創下的200公里記錄。由於光量子在自由空間 (也就是大氣啦) 傳播得更遠，自然而言，科學家就會想到：射個衛星試試啊，看看衛星和地面站之間的密鑰分發技術效果如何啊？
2量子衛星中繼量子通信網
其實科學家不斷刷新量子密鑰分發技術，最終目的還是為了構建量子通信網路。量子密鑰分發其實是一種點到點的技術，只有突破了組網的技術難關，才有真正的民用價值啊。這個實驗就是嘗試利用量子衛星充當中繼，實現任意兩個地面站之間的量子密鑰分發。甚至有可能要嘗試下北京到奧地利之間的量子密鑰分發，洲際間的量子密鑰分發，這是以後構建全球量子通信網的第一步，我國科學家的「野心」真大。
3地面站之間的量子糾纏分發實驗
量子密鑰分發技術，其實是有兩種思路可以實現的。第一種技術路線叫做製備與測量。前面提到的實驗1正是採用了這種思路。第二種技術路線是基於量子糾纏。而實驗3正是為了驗證這第二種思路，量子衛星做糾纏源 (產生糾纏光子對)，將糾纏的光子分別分發給地面上相距 1000 公里以上的地面站，看看效果如何。
量子衛星上天，對中國量子通信科學界來說，是一件意義重大的事情，但也僅僅是萬里長征的第一步。注意這次發射的衛星叫做量子科學衛星，而不是量子通信衛星就能看出這個衛星目前還不具備商用價值，主要就是實驗驗證。不管怎麼說，我相信這次量子衛星的發射，不僅讓量子通信這個概念 (比如量子通信相關的股票肯定要漲，哈哈 ) 在國內大火一把，也會刺激量子計算 (相比之下，這才是正在顛覆世界的黑科技) 的研發，再次向世界展示了中國量子科學的實力，創造更多的國際合作機會。
謝邀。
關於量子衛星，參見我的文章《從量子力學到量子衛星》知乎專欄和《你見到的否定量子通信的說法，為什麼是錯的？》知乎專欄和《理解量子通信，從明白除法比乘法難開始》知乎專欄。這其中最簡單的說明量子衛星原理的是《理解量子通信，從明白除法比乘法難開始》知乎專欄，摘要如下：
第一重大圖景，人們為什麼需要量子通信？如果傳統的保密方式足夠可靠，那麼實際上是用不著這種「絕對保密」的通信方式的。但現在的趨勢正是，傳統的保密方式將要失效，原因是量子通信的兄弟學科——量子計算。量子信息是量子力學和信息科學的交叉科學，量子通信和量子計算是它的兩個分支。
目前最常用的保密演算法叫做RSA公鑰加密演算法，以三位發明者的姓氏首字母命名。上小學時，我們發現乘法很容易，而它的逆操作除法要難得多。數學中很多操作具有類似的「易守難攻」的特點。找兩個質數，把它們乘起來得到一個合數，很容易，但反過來，給你一個合數，把它分解成兩個質數，就非常困難。用計算機科學的語言說，因數分解的計算量是指數增長的。用現有的計算機分解一個5000位的數字，需要50億年！RSA演算法就是以因數分解的困難性為基礎的。
但是偏偏量子計算機有一個分解因數的聰明的演算法，能夠把計算量從指數增長降低到多項式增長。這意味著什麼呢？分解一個5000位的數字，將只需要2分鐘！因此，量子計算一旦實用化，現有的絕大多數密碼就會失效。在這個意義上，量子計算是最強的矛，量子通信是最強的盾。以子之矛攻子之盾，孰勝？盾勝！因為量子通信的保密不是基於數學的困難性，而是基於物理原理，層次更高。
對密碼員來說，好消息是量子計算離實用還很遠。目前用量子演算法分解的最大的數是143 = 11 × 13，是由中國科學技術大學的杜江峰、彭新華等人在2012年實現的。但量子計算必然會不斷進步，中美等國都非常重視。8月11日央視新聞報道了中國科學技術大學郭光燦院士實驗室研發的半導體量子晶元，就是量子計算的重要進展。隨著矛的進步，對盾的需求必然會水漲船高。量子通信和量子計算具有這種相輔相成的關係，這是量子信息學科發展的大圖景。
關於量子衛星的意義，參見《從量子力學到量子衛星》：
量子衛星發射，標誌著中國的量子通信產業化邁出一大步。中國首先創造一個新的產業，叢人類進入現代社會以來還是第一次。中國的高鐵現在做到了世界第一，但日本早就有新幹線了。華為在通信領域做到世界第一，但通信行業也早已存在。只有量子通信，在國際上是沒有先例的，所以這個中國首創的產業歷史意義非常重大。現在中國的發展已經到了要以科技創新為核心的階段。潘建偉、郭光燦、杜江峰等科學家的業績，是時代的最強音。
如果你想深入了解量子衛星的原理，可以讀《從量子力學到量子衛星》。如果你被王國文、曹正軍等人以及各種網路噴子攻擊量子通信的說法搞得稀里糊塗，可以讀《你見到的否定量子通信的說法，為什麼是錯的？》。
很可能成為漢芯第二
首先所謂量子糾纏，是在實驗室苛刻的環境下實現的
其次為了維持這個狀態，需要一大堆設備
總有人說「量子糾纏」，但這完全和衛星無關
量子通信一般來說可分為兩種：
一種是傳統的通信方式，把信息從A地傳到B地。傳統通信傳遞的是0或1的具體bit，那量子通信傳遞的是0和1的疊加態，即qubit。由於用光的偏振性存儲量子信息具有抗干擾性強等特點，所以在遠距離傳輸上往往採用這種物理載體。量子通信的最大好處就是基於量子不可克隆定理，使得通信的安全性是絕對性的，即竊聽者有無窮的智慧和物理器材也無法對通信的雙方進行竊聽。從報道來看，這次的量子通信衛星應該是採用這種通信方式，當然具體的物理載體可能有所不同。
第二種就比較玄乎了，所謂的量子隱形傳態，又稱量子超時空轉移，量子隱形傳輸等。涉及到量子糾纏，聯合測量，幺正變換等手段。具體的概念就不展開了，就說說大概的通信過程：設b，c兩個粒子處於糾纏態，現在把b，c分別發送到A地和B地，而A地有一個粒子a存儲著需要被傳送到B地的信息。A地的人得到b粒子後，對a，b兩個粒子進行一次聯合測量，再把測量的結果通知給B地的操作人員，B地的人根據A地的測量結果對c粒子進行一次幺正變換後，c粒子即存儲了a粒子的量子信息。
為什麼說玄乎呢，不難發現首先a粒子始終都呆在A地沒有移動，其次就是用到了量子糾纏的概念。這種傳播方式使得很多新聞報道和自媒體對量子隱形傳態的報道出現了偏差，比如信息超光速傳播啦，傳輸帶寬爆表啦，這是要負責滴！雖然其中的量子糾纏是超光速的，但問題是A地的人進行聯合測量後必須把情況告知B地，B地得到信息後方可進行幺正變換。而這裡的通信方式是傳統的，不是超光速。即粒子a的信息被分解成了量子信道和經典信道分別傳輸，要同時得到兩個信道的信息才能說信息傳輸完畢。潘原先在國外跟的導師塞林格就是隱形傳態的奠基人之一，潘回國後在隱形傳態方面做的也非常優秀，傳輸距離已經超過了他導師。但量子隱形傳態的誤碼率實驗上似乎很高，應該還未到實用的程度。
謝邀～
是世界上首顆量子衛星，重要意義在於將把量子技術的試驗範圍延伸到遠距離空間領域，同時也將是量子通信骨幹網的重要補充。
實驗方面，分為量子密鑰分發（qkd），量子隱形傳態和糾纏光子的實驗。總體上來說還是實驗驗證為主，畢竟之前在qkd衛星通信方面只有義大利15年的工作，需要更多驗證。
應用前景的話，暫時應該是實驗用，不作實用化。
謝邀。我不是做這塊的，再加上本身還處於學藝階段，所以評價不了。但是我覺得是件好事，這是前沿科學，量子理論本身就介乎科學和科幻之間，中國能在量子理論的這一個分支走在世界前列，值得驕傲。評論裡面還有不少黑的，不知道為啥國內做得好做得壞都能找到噴點(自卑點?)。
另外覺得墨子號這個名字起的特別棒，墨子好像本身就是一位傾向於科學的春秋戰國時候的思想家。外國弄個儀器發個衛星，都喜歡用他們自己的名人命名，中國也在向這方面去做，對於一個擁有五千年歷史的國家來說，可用的好ip實在太多。某種意義上也體現了一種自信吧。看了高票的那些答案，全都是雞湯啊
量子糾纏通信估計現在也普及得差不多了。我們還需要再普及嗎？
我確實想問幾個問題，哪位大俠幫忙回答一下。
問題一： 衛星上和地球間進行量子糾纏通信，是不是要在衛星和地面各自有糾纏量子的一部分。比如一對糾纏量子，地面一個衛星上一個。否則就無法叫量子糾纏通信了，是吧？
問題二：如果問題一答案是y，那麼想知道這一對糾纏量子是什麼時候製備的，是在發射前製備的，還是發射後製備？我個人理解是必須發射前製備，然後衛星上放一個，地面留一個。不然這個事情就沒譜了。
問題三：一對量子保持糾纏需要什麼條件？衛星上的那些量子是怎樣保存的？是不是衛星發射過程，宇宙太空環境都已經解決？距離呢？是不是已經解決了這麼遠，這麼複雜環境下量子仍然保持糾纏？
問題四：一次發射，衛星能攜帶幾個量子？能通信幾個比特？是b，Kb，Mb，Gb量級？
問題五：這麼多量子，能完成多少密鑰交換？
問題六：用完這些量子以後，衛星是不是就廢了？
非常想理解上述內容，希望大俠給解疑，謝謝
—--------8.17晚更新--------
今天和幾位吵了一下，我這裡補充一些內容，原創的啊
說幾句吧。不鬥氣了。
加解密演算法粗分2種，對稱密鑰和非對稱密鑰。對稱密鑰是加解密密鑰相同，收發用一樣的密鑰。這種密鑰一般越隨機越好，不需要特定的數學結構。另一種是非對稱密鑰系統，加密和解密用不同的密鑰。雖然兩個密鑰都可以藏起來不公開，但是由於非對稱獨特的性質，經常用於公開密鑰系統。公開其中一個，稱為公鑰，藏起一個來只有一個人知道，稱為私鑰。公私鑰成對出現，不能單獨說其中一個。一般情況下公鑰主要用於加密發給特定的人，誰都可以加密但只有私鑰持有人才能解密。私鑰一般用於簽名，用來證明自己就是私鑰持有人，也就是可以做信息來源認證。
對稱密鑰也可以做認證，比如sim卡就用對稱密鑰認證。但是對稱密鑰認證只能用於兩個通信實體或設定的一組通信實體，非對稱密鑰可以用於與未知者的認證。例如pki系統，ibe/ibs系統，php系統等。
由於非對稱演算法耗費比較大，一般是ms級計算，比如你說的rsa。所以不適合做大量數據的加密，一般用於密鑰協商，通過非對稱演算法和某些協議生成只有兩端才知道的對稱密鑰供後續數據加解密用。
量子通信目前替代了這個密鑰協商過程。非對稱的密鑰協商過程一般是基於某個數學難題，比如大數分解質因數，比如離散對數之類的難題。這些難題都是不能證明沒有簡單解法的。一旦某些人有了簡單解法，密鑰協商就不安全了。另外隨著計算機能力提升，以前的難題現在或將來都不是難題了。
量子通信則是基於不確定性和糾纏特性這種基本物理性質（的假設）進行密鑰傳播，至少目前還沒有觀測到這些物理性質可能不符（但同時也不能確定以後會不會有這些物理特性的破解）。從原理上說，和數學假設相似，但是大家對物理定律的篤信程度要高於數學難題，所以認為量子通信傳輸密鑰要比基於數學的非對稱協商要安全。
我說的大家對量子通信加密的錯誤解釋，是說量子通信其實不解決加密問題，他解決的是密鑰協商問題。而對於密鑰協商，他解決了完整性問題而不是密鑰的機密性問題。比如說，不可能用量子加密一條明文消息「我銀行密碼是123456」，或者「各部隊同步，總攻明天早上8點開始」量子通信傳這樣的消息是不可能的，信息泄露會造成損失。而密鑰則不是，密鑰只要保證量子完整性就可以保證機密性，因為發現完整性被破壞就棄之不用，並不會影響信息泄露。
還需要注意，量子通信傳輸對稱密鑰和非對稱密鑰有不同的要求。前者只要有量子隨機數發生器就好使，而後者要求有一定的數學結構，在某些情況下傳對稱密鑰可能沒問題，傳非對稱密鑰會有問題。比如QKD BB84協議中，A和B其實只能選擇一部分比特作為密碼，而且是哪些比特是沒法確定的，是隨機的。在這種情況下，非對稱密鑰就無法傳播。例如RSA的密鑰中的【n，e】和【n，d】，要求n必須是兩個大質數的乘積，所以必須完整的傳送n，如果選定了e，那麼e和d都要準確完整發送。隨機選擇比特是不行的。
現代信息安全討論cia（機密性，完整性，可用性），ci已經討論過。
對於可用性，量子通信是很脆弱的，敵人竊聽幾個比特都可能廢掉幾十k數據的報廢。所以量子通信在真正的應用中是很有限制的。基於數學難題的非對稱密鑰協商則不怕中間人竊聽。在可用性上，量子通信是一個難以邁過的坎，而且也看不到有可能被解決。
以上是我對量子通信的安全性分析。我不懂量子通信，想學習更多的知識，所以在問題里求助。
2016年8月16日1時40分，我國在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學實驗衛星（簡稱「量子衛星」）發射升空。此次發射任務的圓滿成功，標誌著我國空間科學研究又邁出重要一步。（轉自搜狐新聞）
量子通信，基於量子力學的基本原理——單光子的不可分割性和量子態的不可複製性的目前唯一得到證明的無條件的通信手段。相比於基於計算複雜程度的傳統加密演算法，只要擁有足夠強的計算能力原則上都能破解的問題，量子通信保證了信息的不可竊取性和不可破解性。量子通訊並不是要取代傳統技術，而是使傳統通信更加安全。
我國三步走策略：- 光纖——城域量子通信網路
- 量子中繼器——城際量子通信網路
- 衛星中轉——全球廣域量子通信網路
此次量子通信衛星的發射是第三步的重要開端！
但由於量子糾纏態受到干擾的話會發生退相干，糾纏態便不能繼續保持，所以目前還只能在夜間進行。況且由於範圍有限、成本較高，此項技術還是主要集中在國家信息安全方面的應用。
在未來還需發射多顆衛星建立衛星網路，並解決白天強烈日光帶來干擾的問題，從而真正形成全球廣域量子通信網路。
最後附上圖片!祝願我大中華越來越強大，壯哉我大種花家！！！
說個題外話
多搞點科研，科研的東西用這些人的名字，這種傳播效果比開什麼境外孔老二學院好多了首先祝賀我國獲得技術領先地位！
目前還沒看到公吱拽幾個名詞來進行有力的反駁，真素憂桑，好想看技術型撕逼……
下面是「兩個凡是」學習時間：
「兩個凡是」擴大論：凡是中國先搞出來的，就是面子工程、好大喜功；凡是國外沒搞出來的，就是在默默研究、腳踏實地！
PS：想不到評論區就真的有驗證這「兩個凡是」的人出現哦(′-ω-`)還有某些答主的答案→_→
以咱們某些人的尿性，很快朋友圈會出現類似「量子療法治療肝炎」，「量子通訊致癌」，「發現量子的人是他！公眾欠諾貝爾哥一個道歉」這種文章。
墨子號這次被媒體吹得比較玄乎，尤其是其中所謂的「量子通信」概念。網上甚至出現了「未來5年我國量子通信行業市場規模預測」這樣的文章，真是讓人哭笑不得。我來用通俗的語言給大家解釋一下吧，到底有多大前景各位看官可以自己判斷。
首先，什麼是「量子通信」？國際科學界其實並沒有量子通信這一概念。甚至在維基百科上都沒有Quantum Communication這一詞條。「量子通信」可以說是國內媒體創造出來的一個名詞。此次實驗真正涉及到的是量子光學(Quantum Optics)和量子密碼學(Quantum Cryptography)。簡單來說，就是在用光傳輸信息時，利用光子在量子疊加態和量子糾纏態的特性（在「中國科普博覽」的回答中已有詳細解釋）來加密信息。量子加密的主要優勢在於被加密的信息幾乎無法被竊聽，因為被加密的信息處於量子疊加態(Quantum Superposition)，一但加密信息被第三方嘗試讀取，整個系統的量子狀態會發生變化（發生系統的波函數坍縮），使得發送方和接收方能立即察覺到信息已被竊聽。講到這裡大家就不難發現，這其實是一個偏軍事的用途。在民用領域其實並不需要如此高級別的加密保護（甚至在軍用領域也不需要這麼複雜的技術），因為完全有更低成本的方案，比如說加長密鑰長度和複雜度。對比一下，目前主要的民用和軍用加密手段都是你可以截獲我的通信，但我可以把密鑰設計得很複雜，即使你用超級計算機每秒幾萬億次計算的處理速度暴力破解也需要成百上千年；而量子加密只是再加了一層額外保護，讓你現在根本就無法截取到我的加密通信。如果原來的密鑰用超級計算機也要幾百年才能破解，那現在再加一層保護有很大意義嗎？這就是為什麼財大氣粗的美軍也沒有捨得花錢去研發量子加密技術。
當然，我不是在否定咱們科學家的成就，量子加密本身的技術含量還是很高。比如未來如果實用的量子計算機能被開發出來，其處理能力能在幾分鐘內完成目前傳統超級計算機需要幾百年才能完成的計算量，那樣的話傳統的加密技術就會變得很不安全。量子加密就有了它的用武之地。然而，我們知道量子計算機已經被研究幾十年了依然進展十分有限，未來肯定還有很漫長的路要走。所以個人認為能寫出「開啟量子通信新時代」這樣的標題的小編屬於純外行。在量子計算機能夠商用化之前（也許我們這代人這輩子都不一定能看到），量子加密技術即使能夠成熟，限於成本也只可能用作為軍用。（衛星本身相對於普通光纜就是一個更高成本的傳輸媒介。之所以要發射衛星，是因為地面光纜傳輸時，光子在光纖介質中損耗很大，需要每隔幾百公里設中繼站不斷接力，這就有可能造成機密信息的泄漏。而如果接力站放在太空的衛星上的話，只需要經過垂直穿越大氣層兩次的信號損耗。）看過高票答案，我還是挺悲傷的。
量子通信…通啥？我們現在是數據傳輸瓶頸嗎？是保密瓶頸嗎？
都不是。
我們現在急需解決的是傳輸內容質量，而不是群發誰離婚誰出軌，浪費寶貴有限的帶寬。
____…_____好多年沒有聽到京滬磁懸浮列車了。不知道這十來年他們想通了沒。
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