第291章 质子侦查卫星(1/1)

首发：~第291章 质子侦查卫星

在开完这场会议之后，黄超就去视察了各个武器项目的研发成果，毕竟军队建设才是目前的首要任务。

“元首，这是我们‘悟空号’基础上发明的第二代质子侦查卫星……”

原紫金山天文台高能物理专家，悟空项目组组长赵长河向黄超介绍新一代质子侦查卫星的相关情况。

悟空号（英文：wukong satellite，又称：暗物质粒子探测卫星，dark matter particle explorer，简称：dampe [4]），是龙国研制发射的首颗空间暗物质粒子探测卫星。

悟空号暗物质粒子探测卫星长1,5米、宽1,5米、高12米，卫星整体质量为185吨，有效载荷质量14吨；

卫星采用长征二号丁运载火箭发射升空，运行轨道高度500千米，原计划卫星寿命3年以上，但仍在超期运行。

悟空号卫星通过探测宇宙中高能粒子的方向、能量以及电荷大小来间接寻找和研究暗物质粒子。

该卫星是观测能段范围最宽、能量分辨率最优的空间探测器，超过国际上其他所有同类探测器。

悟空号卫星于2015年12月17日在酒泉卫星发射中心，由长征二号丁运载火箭发射升空，成功进入预定轨道。

悟空号卫星是龙国科学院空间科学战略先导专项所支持的空间科学卫星系列的首发星。

该卫星的数据分析工作获得国家重点研发计划、国家自然科学基金委员会-龙国科学院空间科学卫星联合基金、国家基金委杰出青年基金\/优秀青年基金、龙国科学院等项目的大力支持。

人类赖以生存的地球无时无刻不在经受来自外太空中高能粒子的轰击，这些粒子包括各种原子核、正负电子、高能伽马射线和中微子等，它们统称为宇宙线。

人类对宇宙线的观测和研究已经长达一个世纪。宇宙线曾经对基本粒子物理学科起到了非常重要的作用，人们从宇宙线中发现了一大批新粒子。

宇宙线和物质的相互作用就像天然的对撞机，而其能量可以远远高于人造加速器的能量，给人们提供了丰富的关于物质基本结构及其相互作用规律的知识。

宇宙线同时携带了宇宙中极端天体现象和环境的信息，对相关天体物理研究也意义重大。

但而今关于宇宙线的起源、加速机制以及它们在星际空间和星系际空间中的传播及相互作用等基本问题依然没有得到彻底的解答。

质子是宇宙线中丰度最高的粒子，占比约90。

对质子能谱的精确测量有助于理解宇宙线物理的基本问题。

事实上，由于巨大的技术挑战，宇宙线的直接观测长期以来进展缓慢，而且测量误差很大，直到21世纪才陆续取得突破，并对传统理论模型带来挑战。

正是基于上述背景，龙国才启动了暗物质粒子探测卫星研制。

不过随着人类走向宇宙文明，人类星际视野的拓展也有了新的要求。

质子卫星的侦查方向开始转向破解量子通讯信号。

目前人类已知的宇宙通讯手段主要有电磁波通讯、激光通讯、量子通讯三种通讯方式。

其中星际通讯的主要手段就是量子通讯，而侦获量子通讯信息就是发展质子卫星的主要方向。

量子通信是利用量子力学原理对量子态进行操控的一种通信形式，可以有效解决信息安全问题。

量子通信是量子信息学的一个重要分支，它利用量子力学原理对量子态进行操控，在两个地点之间进行信息交互，可以完成经典通信所不能完成的任务。

量子通信是迄今唯一被严格证明无条件安全的通信方式，可以有效解决信息安全问题。

通常来讲，量子通信分为两种，一种是量子密钥分发；另外一种是量子隐形传态。

前者是利用量子的不可复制性以及测量的随机性来生成量子密码，给传统的数字通信加密；

而后者则是利用量子纠缠直接传送量子比特。

量子隐形传态是为了给量子计算机之间的通信使用。

那么，量子密钥分发是如何生成量子密码来给传统的通信加密的？

假如，信息发送者甲想和信息接收者乙共享量子密码。

首先，发送者甲需要把一个个独立的单光子发送给乙，一边发一边随机地选择单光子的状态，并把自己的随机选择方式记录下来。

同时乙也需要把收到的光子随机地测量一遍，然后把每个测量方式通过经典通信方式告诉甲。

接下来，甲把乙的测量方式和自己的随机选择方式做对比，保留测量方式相同的光子，去掉不同的。

留下的这些光子的测量结果，就构成了量子密码。

然后，乙就可以依据这些密码打开保密信息。

量子隐形传态又是如何利用量子纠缠直接传送量子信息的？

同样是信息发送者甲和接收者乙。

这次不是共享密码了，而是要发送包含量子信息的光子a。

首先得制备出一对处在量子纠缠态的光子b和c，把b交到发送者甲手里，把c给接收者乙‘拿着’。

然后，甲通过自己手中的光子b和这个想要发送的光子a一起做测量，并把测量方法告诉乙。

乙再通过这种方法测量手中的c，这时的c已经拥有了与a同样的量子信息态。”

也就是说，我们并不需要真的传递光子a本身，而是把它的量子态精确传送过去。

量子隐形传态利用量子纠缠，接收者乙在拥有纠缠态的光子和发送者甲的测量方法后，可以制造出原物的完美复制品。

为何保密性高？

量子具有测量的随机性和不可复制的特性，几乎不可能被破译。

以往用微电子技术为基础的计算机技术传递信息极易遭遇窃听。

因为传统通信的密钥都基于非常复杂的数学算法，只要是通过算法加密的，人们就可以通过计算进行破解。

而量子通信则可以做到很安全，不被破译和窃听，这在数学上已经获得了严格的证明。