在日前舉行的上海市科協(xié)學(xué)術(shù)年會大會主題報(bào)告會上，中科院院士、上海市科協(xié)副主席、中科院上海分院院長、黨組書記王建宇研究員就空間探測等研究熱點(diǎn)作特邀報(bào)告。
王建宇在報(bào)告中介紹了墨子號量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的運(yùn)行現(xiàn)狀，2016年8月16日，墨子號量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星發(fā)射升空。迄今為止，墨子號已成功完成三項(xiàng)既定目標(biāo)——在國際上首次實(shí)現(xiàn)星地間量子通信，在1000公里尺度上驗(yàn)證了量子糾纏效應(yīng)，在星地間實(shí)現(xiàn)了“拷貝不走樣”的量子隱形傳態(tài)。
墨子號衛(wèi)星以每秒近8公里的速度繞地球轉(zhuǎn)動，地面系統(tǒng)如何探測到它發(fā)出的光信號？王建宇說，其技術(shù)難度之大，相當(dāng)于從上海打一束激光到北京的某扇窗戶上，而且要持續(xù)打準(zhǔn)。為此，中科院上海分院團(tuán)隊(duì)采用了天文望遠(yuǎn)鏡高精度的空間觀測技術(shù)以及衛(wèi)星精準(zhǔn)位置預(yù)報(bào)，并借助觀測設(shè)備高精度跟蹤裝置，最終將誤差控制在0.7角秒（1角秒=1/3600度）左右，實(shí)現(xiàn)了對墨子號衛(wèi)星的精準(zhǔn)捕獲、跟蹤和指向。運(yùn)行兩年多來，地面系統(tǒng)已捕獲墨子號衛(wèi)星1000次以上，成功率幾乎100%，高于歐洲、日本激光通信衛(wèi)星的捕獲成功率。
據(jù)悉，墨子號衛(wèi)星成功運(yùn)行后，我國正在準(zhǔn)備研制軌道更高的量子通信衛(wèi)星，力爭實(shí)現(xiàn)萬公里級量子通信，通信范圍覆蓋全中國，讓星地間量子通信進(jìn)入應(yīng)用階段。這要求系統(tǒng)的靈敏度提高2個數(shù)量級以上。上�？蒲袌F(tuán)隊(duì)將在國家和上海市的重大專項(xiàng)支持下，開展這方面的研發(fā)工作。
王建宇在報(bào)告中還介紹了一種全新的空間通信方式——光子通信技術(shù)，該技術(shù)將信息通過光的偏振調(diào)制到一個個由激光產(chǎn)生的光子中，可以讓地面跟快、更多的接收到來自宇宙深空的信息。這種技術(shù)比目前廣泛采用的微波通信更先進(jìn)，中科院上海分院科研團(tuán)隊(duì)正在這一國際上最熱的光通信領(lǐng)域努力攻關(guān)。
據(jù)悉，光子通信技術(shù)將應(yīng)用于我國的深空探測。與微波通信相比，光子通信能通過尺寸更小的器件傳輸更多的數(shù)據(jù)，在月地通信、深空探測等領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用前景。王建宇表示，研究人員已為未來的深空探測準(zhǔn)備了一個高容錯編碼方案，目前在實(shí)驗(yàn)過程中。“我們會繼續(xù)努力，力爭讓中國的量子通信和光子通信技術(shù)保持在國際前列。”
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