漫畫 | 量子衛星如何從千公里高空，把光子扔進地面的小鏡子里？

（這是Sheldon的第49篇漫畫，所有圖片大約4.2MB。）

謝耳朵電視台，謝耳朵電視台，歡迎收看晚間新聞。

去年8月，我國發射了一枚量子科學實驗衛星，叫作墨子號。在一年的工作中，墨子號勤勤懇懇，任勞任怨，一會發射光子，一會接收光子。可是墨子號在天上跑得那麼快，地上的望遠鏡那麼小，它是如何跟地面互相瞄準的呢？

為了慶祝髮射成功一周年，並且圓滿地完成了科學家交待的任務，墨子號量子科學實驗衛星首次接受了本台記者的採訪。請看駐太空記者月小亮發回的報道。

腳本：Sheldon | 美指：牛貓 | 繪製：賞鑒 | 排版：胡豆

鳴謝：廖勝凱，任繼剛，彭承志，劉乃樂

本文已發表於墨子沙龍

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參考文獻：Sheng-Kai Liao, et al.,Satellite-to-ground quantum key distribution.

註：如果在衛星和地面站之間的不是太空和大氣層，而是一根1200公里長的光纖，量子通信恐怕就搞不成了。

這是因為大氣層雖然會折射和吸收光子，但大氣層相對稠密的部分畢竟只有十幾公里。

就算一根光纖產生的光子損耗很小，但如果將1200公里的光纖連起來，損耗就非常恐怖了。

在1200公里的光纖中，假設量子實驗衛星每秒能發射一百億個光子，再假設地面望遠鏡安裝了探測效率100%的完美探測器，那麼地面要想成功接收一個比特的密鑰，也需要花上數百萬年的時間！

所以，在這樣的距離上，量子實驗衛星和地面之間的傳輸效率足足比同等距離地面光纖信道高了一萬億億倍，也就是100 000000 000 000 000 000倍！