量子與量子應用 ---- 從中國大陸發射墨子號量子衞星說起

「量子（quantum）」是什麼？一般的看法是：「不可分割的基本個體」就是「量子」。例如「光的量子」是「光的基本個體」，我們把他拿來當作光的單位。

自上個世紀70年代以來，量子研究成為顯學，諸如量子力学、量子光学、量子化学、量子物理学等等，都吸引無數科學家投身其中。德國總理梅克爾女士就是研究量子化學而取得博士學位的，她的先生阿希姆•紹爾更是一位傑出的量子化學家。

根據科學家的驗測，量子的傳輸速度，至少比光速快1萬倍。這項發現，對現代通訊的進一步發展，具有深遠的影響。

量子具有糾纏性（Quantum Entanglement），只要對他的數據進行量測，就一定會改變他的量子數據。用這項特性來偵測竊聽動作，便成為手到擒來之舉。由量子這項特性發展出來的量子密碼學，是人類迄今所知最安全的通訊方法。

為驗證量子通訊在太空中的功能與應用可行性，中國大陸於2016年8月16日凌晨在甘肅酒泉衛星發射中心發射量子科學實驗衞星「墨子號」。這顆衞星是人類掌握量子通訊技術的偉大嘗試，也是人類邁向量子互聯網的重要一步，意義十分重大。

有兩件事，值得附帶提一下：

1. 這顆衞星為什麼叫「墨子號」？因為墨子在兩千多年前，就設計了小孔成像實驗，是中國歷史上最早的光學家。取名「墨子號」，隱含「繼往開來」的深意。

2. 量子的應用，不但在通訊速度和訊息安全上，大有進展。相應設計的量子雷達，其探測距離也較傳統雷達提升數倍至數十倍，並有探測隱形飛機的能力。量子雷達的研發，也是目前各國國防科研的重點項目。

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