摘要：运行两年多来，地面系统已捕获墨子号卫星1000次以上，成功率几乎100%，高于欧洲、日本激光通信卫星的捕获成功率。

上海市科协第十六届学术年会今天开幕，中科院院士、上海市科协副主席、中科院上海分院院长王建宇在主题报告会上透露，2020年或2021年我国发射火星探测器时，有望采用光子通信技术——将信息通过光的偏振调制到一个个光子中，再利用激光进行传输，让地面接收到来自宇宙深空的信息。这种技术比目前广泛采用的微波通信更先进，上海科研团队目前在光子通信领域处于国际先进水平。

王建宇院士在上海科学会堂作报告。

2016年8月16日，墨子号量子科学实验卫星发射升空。迄今为止，墨子号已成功完成三项既定目标——在国际上首次实现星地间量子通信，在1000公里尺度上验证了量子纠缠效应，在星地间实现了俗称“量子拷贝不走样”的隐形传态。

墨子号卫星实验的成功，离不开潘建伟院士、王建宇院士两位领军人物的艰辛付出。王建宇团队负责的是单光子探测等技术环节，一个个单光子就是量子通信的基本单元。墨子号卫星以每秒近8公里的速度绕地球转动，地面系统如何探测到它发出的激光？王建宇说，其技术难度之大，相当于从上海打一束激光到北京的某扇窗户上，而且要持续打准。为此，中科院上海分院团队采用了天文望远镜的角秒级技术以及卫星精准预报，并借助精度跟踪装置，最终将误差控制在0.7角秒（1角秒=1/3600度）左右，实现了对墨子号卫星的精准捕获。运行两年多来，地面系统已捕获墨子号卫星1000次以上，成功率几乎100%，高于欧洲、日本激光通信卫星的捕获成功率。

墨子号量子科学实验卫星与阿里量子隐形传态实验平台建立天地链路。新华社 发

谈到这种自主研发的关键技术，王建宇回忆道，潘建伟曾和他商量：为了两条腿走路，在自主研发的同时，不妨购买欧洲技术。他们找到研发激光通信卫星的欧洲企业后，对方说：“你们找对人了，我们是全球唯一掌握这项技术的单位。”但这家企业随即表示，他们的要价很高，即使中国科研单位买得起，他们也未必能获得技术出口许可。“还好欧洲企业表现得不太积极，否则我们可能至今没有掌握这种技术。”王建宇笑着说，“所以外国实施封锁，对中国的高技术企业来说倒是个机会。”

据悉，墨子号卫星成功运行后，我国将发射轨道更高的量子通信卫星，力争实现10000公里级量子通信，通信范围覆盖全中国，让星地间量子通信进入应用阶段。这要求系统的灵敏度提高2个数量级。上海科研团队将在国家重大专项支持下，开展这方面的研发工作。

上海科学会堂的国际会议厅座无虚席。

光子通信还将应用于我国的深空探测。2013年，美国国家航空航天局（NASA）将视频信息调制到光子上，从月球向地球成功传输了一段视频，展现了光子通信的神奇。与微波通信相比，光子通信能通过尺寸更小的器件传输更多的数据，在月地通信、深空探测等领域具有很大的应用前景。

要实现光子通信，主要靠两种技术——单光子的编码调制技术、深空对准技术。通过研发墨子号卫星，中科院上海分院团队已有很好的基础。王建宇透露，他们为未来的深空探测研制出一个高容错编码方案，目前在实验过程中。他们还打算用超导探测器取代传统的传感器，并对超导探测器进行改造。“我们会继续努力，力争让中国的光子通信技术保持在国际前列。”