量子衛(wèi)星通信 崔金泰

①2016年8月16日，我國成功發(fā)射了世界上第一顆量子衛(wèi)星﹣﹣“墨子”號。它的成功發(fā)射，把量子實(shí)驗(yàn)從地面搬上太空，從而構(gòu)建一個(gè)天地一體化的量子保密通信和科學(xué)實(shí)驗(yàn)體系，這必將開創(chuàng)安全通信的新時(shí)代。

②量子衛(wèi)星之所以能保障通信安全可靠，是因?yàn)榱孔有l(wèi)星讓信息傳遞者和接受者交換令信息無法被破解的量子秘鑰，而這個(gè)秘鑰利用量子的奇異特性實(shí)現(xiàn)的，它是“量子糾纏”。

③20世紀(jì)80年代初，法國科學(xué)家阿蘭?阿斯佩首次用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了“量子糾纏”現(xiàn)象的存在。這里所說的量子糾纏，是指在兩個(gè)處于“糾纏態(tài)”的微觀粒子中，無論它們相距多么遠(yuǎn)，若對其中一個(gè)的特性進(jìn)行任何修改，那么就像孫悟空和其分身“心有靈犀”一樣，都會立即在另一個(gè)粒子上出現(xiàn)反應(yīng)并做出相應(yīng)改變。利用這種特性產(chǎn)生的量子密鑰，就可以保證任何外人都無法破解通信密碼。因?yàn)榱孔用荑�一旦被截獲或被測試，其狀態(tài)就會立即發(fā)生改變。有人對此用“肥皂泡”作了形象的比喻： 。

④那么，天地之間是如何進(jìn)行量子通信的呢？具體來說，先將量子信號從地面發(fā)射并穿透大氣層，衛(wèi)星接收到量子信號并按需要將其轉(zhuǎn)發(fā)到另一特定衛(wèi)星，即量子衛(wèi)星上；量子信號再從量子衛(wèi)星上穿入大氣層到達(dá)地球某個(gè)角落的指定接收地點(diǎn)。 量子信號的攜帶者光子在外層空間傳播時(shí)幾乎沒有損耗， 在技術(shù)上能實(shí)現(xiàn)糾纏光子在穿入大氣層后仍然保持其糾纏特性， 就可在量子衛(wèi)星幫助下實(shí)現(xiàn)全球化量子通信。

⑤“墨子”號量子衛(wèi)星通過使用信息加密技術(shù)，使其可以在相距數(shù)千千米的通信者之間分發(fā)量子密鑰。這顆衛(wèi)星開始是在北京和烏魯木齊之間分發(fā)量子密鑰，然后還計(jì)劃向奧地利發(fā)送量子密鑰。它的預(yù)定目標(biāo)是，在兩年內(nèi)利用衛(wèi)星建立一個(gè)可靠、不會被破解的通信網(wǎng)絡(luò)， 并為建立全球量子通信網(wǎng)絡(luò)奠定基礎(chǔ)。

⑥在量子衛(wèi)星未發(fā)射之前，我國多家企業(yè)已將量子密鑰分發(fā)技術(shù)投入市場，并在銀行之間或政府機(jī)構(gòu)之間建立了這類網(wǎng)絡(luò)。但是這些光纖網(wǎng)絡(luò)只能在數(shù)十千米的距離內(nèi)發(fā)揮作用， 再遠(yuǎn)就不行了。因?yàn)樵诘孛鎮(zhèn)鬏斝畔r(shí)，光子通過空氣和光纖時(shí)會被分散和吸收，從而對網(wǎng)絡(luò)的干擾較大。有了量子衛(wèi)星后，由于光子在太空中傳播幾乎沒有損耗，因而量子衛(wèi)星開展的量子通信實(shí)驗(yàn)距離為1200千米，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了陸地上300千米的最遠(yuǎn)距離。

⑦總之，量子衛(wèi)星不僅是一種全新的加密通信手段，并將成為新一代信息網(wǎng)絡(luò)安全解決方案的關(guān)鍵技術(shù)和日益普遍的電子服務(wù)安全基石，成為保障未來信息社會的重要基礎(chǔ)之一。

12．閱讀全文，說說文章主要從哪些方面來介紹量子衛(wèi)星的。（3分）

13．請將第③段結(jié)尾的比喻句補(bǔ)寫出來。（2分）

14．第④段空線處應(yīng)填入的關(guān)聯(lián)詞語，恰當(dāng)?shù)囊豁?xiàng)是（ ）（2分）　 　

A．不僅 而且 所以

B．如果 由于 那么

C．由于 如果 那么

D．因?yàn)?不僅 而且

15．第⑥段畫線句子運(yùn)用了什么說明方法？有什么作用？（3分）

16．墨子是棗莊的古代名人，根據(jù)你對墨子的了解，簡單談?wù)勎覈谝活w量子衛(wèi)星以 “墨子”號 來命名的用意。（2分）

答案：

12．量子衛(wèi)星成功發(fā)射的意義、量子衛(wèi)星通信原理及優(yōu)勢、量子衛(wèi)星如何進(jìn)行通信。（3分，意思對即可）

13．示例：如果有人嘗試在信息傳播中攔截，那就像碰到了肥皂泡，而肥皂泡一碰就會破滅。（2分，，只要比喻恰當(dāng)，意思對即可）

14．C（2分）

15．運(yùn)用了作比較和列數(shù)字的說明方法；通過量子通信與光纖網(wǎng)絡(luò)通信的比較，結(jié)合具體的數(shù)字說明，突出了量子通信距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)。（3分，說明方法2分，作用1分，意思對即可）

16．墨子是我國古代的科學(xué)家，以善于發(fā)明創(chuàng)造出名，被稱為“科圣”。用“墨子”命名是對其科學(xué)精神的傳承，同時(shí)也是對中國傳統(tǒng)文化的弘揚(yáng)。（2分，意思對即可）

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