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來源：互聯網

墨子號量子科學實驗衛星（Micius Satellite for Quantum Science Experiments）是中國自主研制的世界上首顆空間量子科學實驗衛星，是中國科學院空間科學戰略性先導科技專項首批科學實驗衛星之一，由中國科學院國家空間科學中心抓總負責。

墨子號量子科學實驗衛星總重631千克（《中國科學院院刊》介紹：640千克），載荷重量超過了200千克，而長期功耗卻不到500瓦，設計壽命為2年。主要組成部分包括“量子密鑰通信機”“量子試驗控制與處理機”“量子糾纏發射機”和“量子糾纏源”。其主要科學任務是開展高速星地量子密鑰分發，雙向星地量子糾纏分發，以及星地量子隱形傳態實驗。墨子號衛星上的量子密鑰分發系統重約130千克，需要130瓦的功率。

墨子號量子科學實驗衛星計劃于2003年由潘建偉提出，2009年12月，墨子號量子科學實驗衛星經中國科學院黨組會審議，確定為擬于第一批啟動的專項之一。2010年至2012年，墨子號量子科學實驗衛星完成項目評審、科學目標凝練、有效載荷遴選、工程方案深化論證、立項綜合論證等前期工作。2012年12月，量子科學實驗衛星工程方案轉初樣研制階段動員會召開，正式轉入初樣研制階段。2014年，墨子號量子科學實驗衛星完成結構熱控星、電性星、鑒定星研制與試驗，完成正樣設計，完成初樣階段各大系統的技術對接。12月30日，量子科學實驗衛星通過初樣轉正樣階段評審，正式轉入正樣研制階段。次年12月6日，量子科學實驗衛星系統與科學應用系統完成星地光學對接試驗，驗證了天地一體化實驗系統能夠滿足科學目標的指標要求。2016年2月25日量子科學實驗衛星工程完成大系統聯試。2016年6月，墨子號完成正樣星箭研制，完成正樣階段各大系統間技術對接，各系統做好執行任務準備，工程各大系統具備執行任務條件，2016年8月16日1時40分，中國在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭成功將墨子號量子科學實驗衛星發射升空，進入預定軌道。2022年5月，中國墨子號量子科學實驗衛星首次實現了地球上相距1200公里兩個地面站之間的量子態遠程傳輸，刷新了世界紀錄。

墨子號量子科學實驗衛星使中國在量子通信領域進一步擴大了世界領先的優勢。2016年底，“墨子號”和人類首次探測到引力波等重大成果共同入選英國《自然》雜志點評的年度國際重大科學事件；“墨子號”作為唯一誕生于美國本土之外的創新技術入選《科學美國人》評選的2016年度“改變世界的十大創新技術”。2019年，墨子號量子科學實驗衛星成果獲美國科學促進會（AAAS）克利夫蘭獎。

發展沿革

名稱來源

量子的概念，最早源自現代科學對光的認識，而人類歷史上有記載的第一位系統研究光學的學者正是墨子。墨子不僅是中原地區先秦時期著名的思想家，也是中國早期最重要的科學家，同時還是中國軍事史上第一位鉆研軍事科技、利用科學原理研發大量重型武器的技術專家。墨子還發現了《墨子》光學八條。《墨子》光學八條是現代科學家依據《墨子·經下》與《墨子·經說下》篇中記載的光學知識所整理出來的光學系統理論。墨子既論證了光、物、影的關系，又論證了鏡、物、像的關系，對于更復雜的凹面鏡、反光鏡等成像原理也作了精確的判定。不但科學解釋了種種光學現象，定義了“光”“影”“射”“像”“中”等一系列抽象概念，而且通過設計和操作嚴謹的科學實驗進行實踐論證，其方法、觀點與現代幾何光學一致，體現出高超的科學水平與嚴謹專業的研究態度。墨子的光學體系研究比古希臘歐幾里得的光學早了大約一百年，達到了彼時全球的頂尖水平。因此，把中國量子衛星命名為“墨子號”。

歷史背景

1900年的12月14日，馬克斯·普朗克宣布創立了量子論。20世紀初，普朗克、尼爾斯·玻爾、海森伯格、埃爾溫·薛定諤、沃爾夫岡·泡利、路易·德布羅意、馬克斯·玻恩、恩里科·費米、保羅·狄拉克等物理學家共同創立了量子力學。量子力學是描寫微觀物質的一種物理學理論，與相對論一起被認為是現代物理學的兩大基本支柱，許多物理學理論和科學如原子物理學、固體物理學、核物理學和粒子物理學以及其它相關的學科都是以量子力學為基礎。

1935年，阿爾伯特·愛因斯坦對量子糾纏的評論為“鬼魅般的超距作用”。量子力學認為，兩個處于量子糾纏態的粒子無論相隔多遠，改變其中一個粒子的狀態，另一個粒子的狀態就會馬上隨之改變。這種狀態之間的關聯不需經典物理學中的力場或電場，其關聯速度也可認為超過光速，這被稱為“量子非定域性”。愛因斯坦作為經典物理學的代表人物，對此表示懷疑，覺得這要能成立簡直是“見鬼了”。　百余年來，量子力學的許多理論不斷得到實驗結果支持，催生了原子彈、激光、核磁共振、全球衛星定位系統等重大發明，改變了整個世界，被認為是“第一次量子革命”。而對阿爾伯特·愛因斯坦提出的質疑開展的持續研究，助推了量子調控技術的發展，催生了以量子通信和量子計算為代表的量子信息技術，被認為是開啟了“第二次量子革命”。

1984年，IBM的兩位工程師提出了全新保密通信方案，用量子物理學的極端特性來確保秘密不被竊取。該方案中，傳送者用光子的不同偏振態來表示密鑰，也就是按照直線或對角線偏振的方式發出不同的光子。如果有人企圖竊聽，他只有在中途攔截光子測量，然后按照測量值發送一個相同的粒子。每竊聽一個光子，竊聽者有四分之一的可能被發現。當密鑰長度增長至72個光子時，竊聽者不被發現的可能僅有十億分之一。1989年，IBM實驗室制造了一個叫“瑪莎姨媽的棺材”的小盒子，其中光子攜帶著密鑰走了30厘米，證實了量子保密通信可行。1991年，英國科學家又提出了一種新思路：用量子糾纏態來發密文。如果A和B各持有一個雙胞胎粒子；A只要操作粒子，B就會得到同樣的結果。這也是目前量子通信技術的理論基礎。

研發背景

1997年，在導師蔡林格的實驗室，潘建偉與同事首次在國際上實現了量子遠程傳態，也稱量子隱形傳態。這一成果被認為是量子信息實驗研究的開山之作。2001年，31歲的潘建偉從歐洲回國，在中科大組建了量子信息實驗室。2003年，當大多數人仍致力于在實驗室內部的原理性演示時，潘建偉和同事們已經萌生了利用衛星實現遠距離量子糾纏分發的“天地一體化”量子通信網的初步構想，“量子科學實驗衛星”正是這個構想中的關鍵節點。2005年，潘建偉團隊在世界上第一次實現13公里自由空間量子通信實驗，證實光子穿透大氣層后，其量子態能夠有效保持，從而驗證了星地量子通信的可行性。2006年，中科大的潘建偉團隊在世界上首次利用誘騙態方案實現了超過100公里的光纖量子密鑰分發；而美國和奧地利科學家隨后也做到這一點。2008年，潘建偉團隊發明了量子中繼器，使得即將衰竭的光子將信息傳給其他光子，被《自然》稱贊為“清除了量子通信的一塊攔路石”。

項目批準

2009年12月，空間科學先導專項參加戰略性先導科技專項實施方案評議會，墨子號量子科學實驗衛星在16個建議專項中名列前三名。經中國科學院黨組會審議，確定為擬于第一批啟動的專項之一。2010年3月31日，國務院第105 次常務會議審議通過中科院“創新2020”規劃，由中科院組織實施戰略性先導科技專項。9月25日，中科院組織召開戰略性先導科技專項咨詢評議會。空間科學先導專項作為8 個候選專項之一參加并通過了專家咨詢評議。10月28日，空間科學先導專項實施方案通過空間科學先導專項實施方案論證評審。2011年12月14日，量子科學實驗衛星項目完成立項綜合論證。

項目啟動

2011年12月14日量子科學實驗衛星項目完成立項綜合論證。2011年12月23日量子科學實驗衛星工程啟動暨動員會在京召開，標志著量子科學實驗衛星正式進入工程研制階段。

研發進程

初樣研制

2012年，潘建偉領導的中科院聯合研究團隊在青海湖實現了首個百公里的雙向量子糾纏分發和量子隱形傳態，充分驗證了利用衛星實現量子通信的可行性。2012年12月10日，量子科學實驗衛星工程方案轉初樣研制階段動員會召開，標志著量子科學實驗衛星工程正式轉入初樣研制階段。2013年，中國科學院設立了量子科學實驗衛星戰略先導專項計劃，由中國科學技術大學、中科院各院所和航天八院共同攻關。2014年9月1至3日，中國科學院發展規劃局組織召開空間科學先導專項中期檢查專家評審會，專項順利通過中期檢查。12月，墨子號量子科學實驗衛星完成結構熱控星、電性星、鑒定星研制與試驗，完成正樣設計，完成初樣階段各大系統的技術對接。

正樣研發

2014年12月30日，量子科學實驗衛星通過初樣轉正樣階段評審，正式轉入正樣研制階段。2015年12月6日，量子科學實驗衛星系統與科學應用系統完成星地光學對接試驗，驗證了天地一體化實驗系統能夠滿足科學目標的指標要求。2016年2月25日，量子科學實驗衛星工程完成大系統聯試。4月11日，運載火箭完成出廠評審。2016年6月，墨子號完成正樣星箭研制，完成正樣階段各大系統間技術對接，各系統做好執行任務準備，工程各大系統具備執行任務條件。

研發機構

墨子號量子科學實驗衛星項目是由中國科學技術大學的中國科學院量子信息與量子科技創新研究院牽頭，中科院國家空間科學中心抓總負責，牽頭負責地面支撐系統研制、建設和運行，對地觀測與數字地球科學中心等，中國科學技術大學負責科學目標的提出和科學應用系統的研制，中科院上海微小衛星創新研究院抓總研制衛星系統，中科院上海技術物理研究所聯合中國科學技術大學研制有效載荷分系，由中國科學技術大學、中國科學院上海技術物理研究所、上海微小衛星工程中心、中國科學院光電子研究所、國家天文中心等單位共同合作完成。

資料來源

發射成功

2016年8月16日1時40分，世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭成功發射升空。這使中國在世界上首次實現衛星和地面之間的量子通信，構建天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系。發射當日11點30分，墨子號在軌運行8圈，情況良好。2017年1月18日，世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”在圓滿完成4個月的在軌測試任務后，正式交付中國科學技術大學使用。

在軌運行

2017年8月10日，墨子號量子科學實驗衛星提前并圓滿實現星地間的量子密鑰分發、量子糾纏分發、量子隱形傳態全部三大既定科學目標，2019年2月14日，中國研究人員在美國華盛頓哥倫比亞特區說，墨子號量子科學實驗衛星預計將超出預期壽命、繼續工作至少2年以上。2020年12月29日，王建宇院士指出，超期服役的“墨子號”狀態良好，洲際量子密鑰分發、基于糾纏的無中繼量子密鑰分發等一系列實驗相繼進行。2022年5月，中國科學技術大學潘建偉院士及同事彭承志、陳宇翱、印娟等利用“墨子號”量子科學實驗衛星首次實現了地球上相距1200公里兩個地面站之間的量子態遠程傳輸，向構建全球化量子信息處理和量子通信網絡邁出重要一步。

研發目的

墨子號量子科學實驗衛星是中國科學院空間科學戰略性先導科技專項于2011年首批確定的五顆科學實驗衛星之一，旨在建立衛星與地面遠距離量子科學實驗平臺，借助衛星平臺，進行星地高速量子密鑰分發實驗。以期取得量子力學基礎物理研究重大突破和一系列具有國際顯示度的科學成果，并使量子通信技術的應用突破距離的限制，向更深的層次發展，促進廣域乃至全球范圍量子通信的最終實現。同時，該項目為廣域量子通信各種關鍵技術和器件的持續創新以及工程化問題提供一流的測試和應用平臺，促進空間光跟瞄、空間微弱光探測、空地高精度時間同步、小衛星平臺高精度姿態機動、高速單光子探測等技術的發展，形成自主的核心知識產權。

墨子號量子科學實驗衛星專項的主要科學目標為：進行星地高速量子密鑰分發實驗，并在此基礎上進行廣域量子密鑰網絡實驗，以期在空間量子通信實用化方面取得重大突破；在空間尺度進行量子糾纏分發和量子隱形傳態實驗，開展空間尺度量子力學完備性檢驗的實驗研究。

星地高速量子密鑰分發實驗

星地高速量子密鑰分發實驗在高精度捕獲、跟蹤、瞄準系統的輔助下，在實現地面與衛星之間建立超遠距離的量子信道的基礎上，進行衛星與地面之間、基于誘騙態的量子密鑰生成和分發，實現衛星與地面之間以量子密鑰為核心的絕對安全的保密通信試驗。

廣域量子通信網絡實驗

廣域量子通信網絡實驗將在實現高速星地量子密鑰分發的基礎上，與兩個光學地面站及其附屬的兩個局域光纖量子通信網絡相結合，通過衛星中轉的方式組建真正意義的廣域量子通信網絡。

星地量子糾纏分發實驗

星地量子糾纏分發實驗中，衛星上的量子糾纏光源同時向兩個地面站分發糾纏光子，在完成量子糾纏分發后，對糾纏光子同時進行獨立的量子測量。通過對千公里量級量子糾纏態的觀測，開展空間尺度量子力學完備性檢驗的實驗研究。

地星量子隱形傳態實驗

量子隱形傳態是一種全新的通信方式，是量子網絡與量子計算的基本過程。地星量子隱形傳態實驗將在量子存儲的幫助下，探索衛星與地面之間遠距離的真正意義及量子隱形傳態的可行性，在類空間條件下完成量子力學非定域性的實驗檢驗。

技術特點

通信安全

在眾多通信的方式中，量子通信技術被稱為“史上最難破譯”加密技術，其基于量子不可分割、不可復制兩個基本特性，加上超遠距離的量子糾纏效應，實現絕對安全的保密通信。量子密鑰分發實驗采用衛星發射量子信號，地面接收的方式，“墨子號”量子衛星過境時，與河北興隆地面光學站建立光鏈路，通信距離從645公里到1200公里。在1200公里通信距離上，星地量子密鑰的傳輸效率比同等距離地面光纖信道高20個數量級（萬億億倍）。衛星上量子誘騙態光源平均每秒發送4000萬個信號光子，一次過軌對接實驗可生成300 kbit的安全密鑰，平均成碼率可達1.1 kbps。

精度控制

首先要把衛星上的光軸和地面實驗站的光軸對準，然后再從500公里開外把肉眼根本看不見的光量子從天下打下，該對準精度比普通衛星的對準精度高出十倍。

天地通訊

地面光纖已實現城市內的量子通信，“京滬干線”也已建成，但是光量子在長距離光纖中損失較大、而在空中損失較小，因此量子衛星上天可有效解決這一問題。墨子號可以在千公里外的外太空以10kbps的速率給地面站分發量子密鑰，比地面同距離光纖量子通信水平提高了15個數量級以上。

設備小型化

墨子號衛星應用研究成果，發展起來的高效星地鏈路收集技術，可以將量子衛星載荷重量由原來的幾百千克降低到幾十千克以下，將地面接收系統的重量由現有的10余噸大幅降低到100千克左右，實現接收系統的小型化、可搬運，為將來衛星量子通信的規模化、商業化應用奠定基礎。

先進涂料

墨子號采用柔性薄膜熱控涂層，使用的寬幅導電型F46薄膜鍍銀二次表面鏡是在寬幅防靜電F46薄膜鍍銀二次表面鏡基礎上研發成功的一種全新的低吸輻比柔性薄膜二次表面鏡，具有更為可靠的空間防靜電性能。該型柔性薄膜二次表面鏡在2015年3月30日發射成功并投入運行的“新一代北斗導航衛星”，以及2015年12月17日發射成功的暗物質粒子探測衛星“悟空”上也得到了應用。下裙鋁合金光亮氧化熱控涂層采用了化學的方法，在衛星下裙表面原位生長了一層具有低太陽吸收比、高紅外發射率的熱控涂層材料。本次研制的熱控涂層突破了熱輻射指標要求高及衛星下裙尺寸大、形狀復雜程度高等涂層制備難點。獲得的涂層由氧化鋁構成，具有硬度高、空間穩定性好的特點，為衛星與運載火箭的在軌分離及在軌長期正常運行提供重要保障。

系統組成

根據量子科學實驗衛星的特點和實際需求，項目設置了工程總體和六大系統，具體分工包括衛星系統、運載火箭系統、發射場系統、測控系統、地面支撐系統和科學應用系統。工程總體負責制定工程研制計劃，編制工程頂層文件，組織工程重大活動，協調系統間問題，同時對工程整個研制過程進行監督和管理。

衛星系統

衛星系統負責衛星平臺和有效載荷的研發，量子衛星是個邊長只有1.7米左右的立方體，體重640公斤。量子衛星的內部可以分為上下兩層，就像樓房一樣是復式結構。下層是電源、測控等常規的衛星平臺；上層是四個量子衛星特有的部件。載荷包括量子密鑰通信機、量子糾纏發射機、量子糾纏源和量子實驗控制與處理機。衛星系統由中科院微小衛星創新研究院負責，其中有效載荷由中科院上海技術物理研究所、中科大、中科院上海光機所研制。

運載火箭系統

運載火箭系統總體由上海航天技術研究院承擔，主要負責運載火箭的研制和生產。用于墨子號量子科學實驗衛星發射的火箭是由中國航天科技集團八院總研制的長征二號丁運載火箭，這是一種常溫液體運載火箭。這次發射是長征二號丁運載火箭第29次飛行、長征系列運載火箭第234次飛行。長征二號丁運載火箭于1990年2月啟動研制，是在長征四號甲火箭基礎上減少三子級，并進行適應性改進形成的火箭，主要用于發射近地軌道返回式衛星和太陽同步軌道，具有可靠性高和經濟型好的特點。

發射場系統

酒泉衛星發射中心主要承擔運載火箭和量子科學實驗衛星的測試、發射任務，并提供地面技術支持與勤務保障。發射場系統由北京特種工程設計研究院負責。

測控系統

測控系統由北京跟蹤與測量技術研究所負責。負責對運載火箭主動段提供測控支持，向地面支撐系統傳輸原始遙測數據，接收地面支撐系統傳送的科學實驗數據并完成數據的上行發送和下行接收

地面支撐系統

中科院國家空間科學中心負責地面支撐系統。負責提供實驗任務運行控制管理、數據接收、預處理、管理和歸檔等公用性支撐服務

科學應用系統

科學應用系統負責整個量子科學實驗衛星工程科學實驗計劃的制訂、科學實驗的實施、科學數據和應用的處理傳輸存儲管理與發布，其系統配置為：1 個中心――合肥量子科學實驗中心，4 個站――南山、德令哈市、興隆、麗江量子通信地面站，1 個平臺―― 阿里巴巴集團量子隱形傳態實驗平臺。科學應用系統由中科大擔綱，光電技術研究所、國家天文臺、紫金山天文臺共同參與。

運行歷程

2017年6月15日，美國《科學》報道了中國“墨子號”量子衛星首次實現上千公里量子糾纏的消息，相較于此前144公里的最高量子傳輸距離紀錄，這次跨越意味著絕對安全的量子通信離實用又近了一步。2017年6月16日，“墨子號”量子衛星從星空向地面發出兩道光，象征量子通信向實用邁近一大步。2017年8月10日“墨子號”的地星量子隱形傳態實驗成果，發表在國際權威學術期刊《自然》雜志上，代表了遠距離量子通信持續探索中的重大突破。2017年8月12日，墨子號取得最新成果——國際上首次成功實現千公里級的星地雙向量子通信，為構建覆蓋全球的量子保密通信網絡奠定了堅實的科學和技術基礎，墨子號量子科學試驗衛星成功完成千里糾纏、星地傳密、隱形傳態三大實驗目標。2017年9月，中國物理學家與維也納大學合作，將墨子號的量子密鑰下載到維也納附近的地面站。中國與奧地利合作使用墨子號在相距約 7400公里的北京和維也納之間共享 QKD 密鑰。2018年1月，“墨子號”量子科學實驗衛星在中國和奧地利之間首次實現距離達7600公里的洲際量子密鑰分發，并利用共享密鑰實現加密數據傳輸和視頻通信。該成果標志著“墨子號”已具備實現洲際量子保密通信的能力，為未來構建全球化量子通信網絡奠定了基礎。

2020年5月，墨子號量子科學實驗衛星實現安全時間傳遞，這是在國際上首次實現量子安全時間傳遞的原理性實驗驗證，為未來構建安全的衛星導航系統奠定了基礎，將極大地推動量子精密測量相關領域的研究和應用。2020年6月，“墨子號”量子科學實驗衛星在國際上首次實現千公里級基于糾纏的量子密鑰分發。該實驗成果不僅將以往地面無中繼量子密鑰分發的空間距離提高了一個數量級，并且通過物理原理確保了即使在衛星被他方控制的極端情況下依然能實現安全的量子密鑰分發，取得了量子通信現實應用的重要突破。國際學術期刊《自然》于北京時間2020年6月15日23時在線發表了這一成果。2022年5月，中國科學技術大學潘建偉院士及同事彭承志、陳宇翱、印娟等利用“墨子號”量子科學實驗衛星首次實現了地球上相距1200公里兩個地面站之間的量子態遠程傳輸，向構建全球化量子信息處理和量子通信網絡邁出重要一步。2022年8月中國央視消息，中國科學技術大學潘建偉院士科研團隊與中國科學院大學杭州高等研究院院長王建宇院士團隊，通過“天宮二號”和4個衛星地面站上的緊湊型量子密鑰分發（QKD）終端，實現了空-地量子保密通信網絡的實驗演示。相關論文刊登在國際學術期刊《光學》上。

所獲榮譽

2016年底，美國《科學美國人》評選“墨子號”量子衛星作為僅有誕生于美國本土之外的創新技術，入選2016年度“改變世界的十大創新技術”。2018年12月，“墨子號”量子科學實驗衛星洲際量子密鑰分發成果入選美國物理學會 2018年度國際物理學十大進展。2019年1月31日，美國科學促進會（AAAS）宣布，“墨子號”量子科學實驗衛星成果獲克利夫蘭獎。

意義和影響

墨子號量子科學實驗衛星成功完成任務，標志著中國在國際上首次成功實現千公里級的星地雙向量子通信，在全球構建了首個天地一體化廣域量子通信網絡雛形，為未來實現覆蓋全球的量子保密通信網絡邁出了堅實的一步。得益于量子保密通信絕對安全性，量子通信不僅應用于百姓日常通信，也可用于水、電、煤氣等能源供給和民生網絡基礎設施的通信保障，還可應用于國防、金融、商業等領域，勢必對產業界和科技界產生巨大變革。

墨子號量子科學實驗衛星使中國在量子通信領域進一步擴大了世界領先的優勢，并且作為中國基礎物理研究和航天工程兩個領域的完美結合，凸現了中國的綜合科技實力。“墨子號”從研制過程到成功發射均引起了社會上的廣泛關注和國際學術界的高度評價。中國中央電視臺在衛星發射前夕做了一系列跟蹤報道，并對衛星發射過程做了全程直播。“墨子號”成功發射后，激起了公眾對量子科技的濃厚興趣。包括英國《Natural》雜志、美國《科學》雜志、《科學美國人》、英國《新科學家》、《紐約時報》、英國廣播公司（BBC）等眾多國際知名學術和公共媒體都對“墨子號”進行了專題報道，美國航空航天局（NASA）也在其官網上對“墨子號”發射任務給出了詳細的介紹。2016年底，“墨子號”和人類首次探測到引力波等重大成果共同入選英國《自然》雜志點評的年度國際重大科學事件；“墨子號”作為唯一誕生于美國本土之外的創新技術入選《科學美國人》評選的2016年度“改變世界的十大創新技術”；世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”成功發射入選由中國科學院、中國工程院主辦，兩院院士評選的2016年“中國十大科技進展”。《華爾街日報》針對中國科技的高速發展給出了標題為“沉寂了一千年，中國誓回發明創新之巔”的專題文章，將“墨子號”量子科學實驗衛星作為中國創新能力提升的重要標志。

發展前景

中國后續還計劃發射“墨子二號”“墨子三號”。由于單顆低軌衛星無法覆蓋全球，同時由于強烈的太陽光背景，截至2022年的星地量子通信只能在夜間進行。要實現高效的全球化量子通信，還需要形成一個衛星網絡。按照規劃，一個由幾十顆量子衛星組成的“璀璨星群”，將與地面量子通信干線“攜手”，支撐起“天地一體”的量子通信網。到2030年左右，中國力爭率先建成全球化的廣域量子保密通信網絡。在此基礎上，構建信息充分安全的“量子互聯網”，形成完整的量子通信產業鏈和下一代國家主權信息安全生態系統

2018年美國出臺了《量子信息科學國家戰略綱要》，歐盟于2018年正式啟動“量子旗艦計劃”，10年計劃投入10億歐元。德國于2018年發布“聯邦量子技術計劃”，1期投入6.5億歐元;在新冠肺炎疫情后的經濟刺激計劃中，特設“量子專項”，再投入20億歐元。1993年英國國防部將該紀錄提高到10公里。但是得到單個光子源，減少光子信號傳輸中的損耗，都是實際應用面臨的困難。

參考資料 >

.量子物理與量子信息研究部.2024-04-06

世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”正式交付使用.中國政府網.2024-04-06

The World' s First Quantum Science Experiment Satellite Comes into Use.量子物理與量子信息研究部.2024-04-06

世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”成長記.中國軍網.2024-04-06

[新聞直播間]全球首顆量子衛星“墨子號”成功發射 “墨子號”在軌運行8圈情況良好.央視網.2024-04-06

中國科大主導研制的全球首顆量子科學實驗衛星“墨子號”成功發射.量子物理與量子信息研究部.2024-04-06

“墨子號”量子衛星.百家號.2024-04-06

媒體報道.中國科學院.2024-04-06

【中安在線】全球首顆量子通信衛星 “墨子號”的獨門絕技有哪些.中國科學技術大學新聞網.2024-04-06

我國成功發射世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”.新華網.2024-04-11

1200公里!“墨子號”天上助力，量子通信誕生“新紀錄”!.上觀新聞.2024-04-06