本文作者：Sheldon
“墨子号”量子实验卫星已经上线一周年了，并且圆满地完成了科学家安排的三个实验任务：
1. 星地间量子密钥分发；
2. 量子隐形传态；
3. 在千公里的距离上测量贝尔不等式。
可是最近，它遇到了一个新的烦恼。
因为这些实验原本只能在半夜最黑的时候进行，现在科学家却要求它把实验挪到白天。肿么办啊？肿么办！……
我之前做的量子密钥分发实验，
虽然很成功，
但是只能在半夜的时候做。
因为在这个实验中，
我向地面发射光子，
而且每次只能发射一个。
白天阳光那么强，
一个光子哪里看得清啊！
我的轨道高度只有5百公里。
每天躲在地球影子里的时间，
大概有三分之一。
要是想在全球搞量子通信，
就得进入地球同步轨道，
也就是3万6千多公里。
可是离地球越远，
被太阳晒的时间就越长。
到时候卫星天天被阳光干扰，
如果我不想出解决办法，
量子通信恐怕就会难搞得多。
如果让太阳光穿过三棱镜，
它就会分解成各种颜色的光。
紫色光的波长最短，
红色光的波长最长。
在红色光之外的区域，
其实还有很多肉眼看不到的光，
叫做红外线！
它的波长比红色光还要长。
道理很简单！
太阳虽然发出各种波长的光，
但是有的光子多一些，
有的光子少一些。
在800纳米的波长上，
太阳发射的光子很多，
大气对光子的散射很厉害，
产生的干扰噪声也就多。
在1550纳米的波长上，
太阳发射的光子较少，
大气的散射也小，
产生的干扰噪声也就少。
于是，
中科大的潘建伟教授，
及其同事彭承志，张强等，
利用1550纳米波长的光子，
成功地在青海湖两岸的阳光下，
开展了量子密钥分发实验。
在这次实验中，
他们每发射10万个光子，
就有99998个光子被损耗掉。
（即光子损耗为48dB，
这是为了模拟星地通信的环境。）
但剩下的光子抵达了接收器，
成功地传输了量子密钥。
在这次的量子通信实验中，
为了减少各种噪声的干扰，
他们除了调整光子的波长，
还用到了两种方法。
一是光谱滤波，
也就是把其他频率的光子都拦在外面。
二是空间滤波，
说白了就是减小接收光子的空间范围。
这篇实验写成的论文，
发表在了《自然•光学》上。
实验结果说明，
本来让卫星发送量子密钥，
只能趁半夜最黑的时候。
现在白天也可以发送了。
这就为下一步
构建量子通信卫星网络，
打下了坚实的技术基础。
量子实验卫星再也不发愁啦。
美指：牛猫
绘制：赏鉴
排版：胡豆
鸣谢：廖胜凯，任继刚，彭承志，印娟，刘乃乐
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