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揭秘“墨子号”量子科学实验卫星的研发背景和技术创新，向公众传播中国量子科技前沿故事。
内容简介
量子力学主宰着神秘的微观世界，与相对论并称为现代物理学的两大支柱。从应用的角度来看，它直接催生了半导体、激光等一系列关键产业，改变了人类的生活。从科学的角度来看，量子叠加和量子纠缠的本质、量子力学与相对论能否融合等前沿基本问题研究让一代代科学家前赴后继。时至今日，科学家仍在为之不懈探索。2016 年 8 月 16 日，“墨子号”发射升空，作为世界首颗量子科学实验卫星，它将人类对量子相关理论及技术的探索扩展到了空间尺度，也让我国在空间量子通信领域完成了从并跑到领跑的跨越。本书共 5 章，第 1 章带领大家走进神奇的量子世界，介绍量子力学发展历程及基本原理，为后续介绍“墨子号”的相关工作做铺垫；第 2 章讲述“墨子号”的诞生始末，重点介绍了科学家在地面做的一系列准备工作；第 3 章揭开“墨子号”的神秘面纱，把“墨子号”的内部构成和工作原理详尽展示出来；第 4 章讲述“墨子号”的“好朋友”——地面站，以及它们合作完成的一系列重要科学实验；第 5 章着眼“墨子号”发射之后，梳理国际上的量子卫星发展前沿，以及我国对于空间量子科学实验的未来规划。这是一部系统、细致介绍“墨子号”的图书，由打造“墨子号”的科学家团队和擅长科普的科技记者携手创作，用生动的语言讲述“墨子号”的相关知识，集科学性、知识性、趣味性于一体，适合对物理学和航天感兴趣的中小学生、大学生及大众读者阅读，有益于读者开阔视野、扩展知识面并培养科学兴趣。
作者简介
作者印娟，中国科学技术大学教授，国家优秀青年科学基金获得者，“墨子号”量子科学实验卫星量子纠缠源载荷主任设计师。
章节目录
版权信息
内容提要
专家委员会
本书编写组
系列书序
前言
第1章 神奇的量子世界
1.1 一群物理天才的头脑风暴
1.1.1 早期量子理论“挑战权威”
1.1.2 量子力学“拨开迷雾”
1.1.3 后量子力学时期未完待续
1.2 微观世界有本量子运行手册
1.2.1 神奇的量子效应
1.2.2 来自爱因斯坦的质疑：上帝掷不掷骰子？
1.2.3 让光子纠缠起来
1.3 怎么用量子信息技术进行通信？
1.3.1 量子密钥分发：“无条件安全”的加密方式
1.3.2 量子隐形传态：“隔空传物”会实现吗？
第2章 世界首颗量子卫星的诞生
2.1 多国竞争：量子卫星蓄势待发
2.2 我国三组实验为量子科学实验卫星奠定基础
2.2.1 目标是穿透大气层
2.2.2 在青海湖模拟星地链路损耗
2.2.3 用热气球等模拟卫星运动
2.3 “墨子号”将梦想照进现实
2.3.1 工程总体与六大系统
2.3.2 卫星的研制及发射
2.3.3 三大关键技术突破
2.3.4 承担三大科学实验任务
第3章 揭开“墨子号”的神秘面纱
3.1 有效载荷：量子科学实验的核心
3.1.1 同住一个家
3.1.2 本领大而全的“大哥”：量子密钥通信机
3.1.3 身手灵巧的“二弟”：量子纠缠发射机
3.1.4 产生纠缠光子对的有效载荷：量子纠缠源
3.1.5 载荷中的“大脑”：量子实验控制与处理机
3.2 卫星平台：一体化设计满足有效载荷一切需求
3.2.1 “墨子号”内部是如何排布的？
3.2.2 创新姿控让卫星姿态“72变”
3.2.3 卫星“大脑”协同控制有效载荷
3.2.4 精准调控卫星各部位“体温”
3.2.5 可靠性第一的能源、测控与数据通信
3.3 在500km的太阳同步轨道上飞行
第4章 “墨子号”完成的那些重大实验
4.1 一起做实验的地面站小伙伴
4.1.1 第一个与“墨子号”握手的地面站：北京兴隆站
4.1.2 “全能型”量子通信地面站：乌鲁木齐南山站
4.1.3 擅长量子纠缠分发的地面站：青海德令哈站
4.1.4 望远镜口径最大的地面站：云南丽江站
4.1.5 专门为量子隐形传态实验打造的地面站：西藏阿里站
4.2 用量子卫星实现“信息理论安全”的远距离保密通信
4.2.1 全球首次千公里级星地量子密钥分发
4.2.2 世界首次洲际量子保密通信
4.2.3 跨越4 600km的天地一体化量子通信网络
4.3 在星地尺度打破来自爱因斯坦的世纪质疑
4.3.1 全球首次千公里级星地量子纠缠分发实验
4.3.2 基于纠缠的无中继千公里级量子密钥分发
4.4 地星量子隐形传态向终极梦想进击
4.4.1 全球首次千公里级地星量子隐形传态
4.4.2 用卫星探索量子力学和广义相对论的融合
4.5 利用卫星平台开展更多拓展研究
第5章 量子卫星未来时
5.1 备受关注的“墨子号”
5.2 量子国际前沿
5.2.1 北美：美国领衔开展量子卫星战略布局
5.2.2 欧洲：各国联合攻关共建量子互联网
5.2.3 亚洲：日本紧跟大势奋力追赶
5.3 中国：计划用“量子星座”覆盖地球
5.3.1 实用化低轨微纳量子卫星
5.3.2 多功能中高轨量子卫星
5.4 面向更广阔的未来
5.4.1 广域高精度光频标
5.4.2 空间量子物理基础问题检验
5.4.3 天地一体化量子通信网络
星耀中国：我们的量子科学卫星是2023年由人民邮电出版社出版,作者张亮。
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