1.墨子量子科学实验卫星实际上是做什么的？墨子有三大科学任务，其中“量子通信”就是“量子密钥分发”的任务。量子密钥分发不是严格意义上的量子通信，而是严格意义上的量子隐形传态。3)量子通信技术的第三个困境:极度不安全的可信中继站在QKD的量子信道中无法使用放大器是因为QKD的光子具有量子特性，这决定了QKD的最大有效距离不会超过一百公里。
量子通信是什么原理？
量子通信主要是干两个事的：第一个是利用量子的绝对随机和不可克隆原理来生成一个绝对安全的密钥，然后用这个密钥给我们传统通信的数据加密，理论上可以保证通信的绝对安全。这部分内容叫量子密钥分发或者加量子加密，已经相对成熟，最经典的协议是BB84协议。第二个是利用量子纠缠传输量子比特，通过对一对处于纠缠态的粒子做一些操作可以把量子比特（传统比特是一个位里非0即1，量子比特是0和1的一个叠加态，这也是量子计算机和传统计算机差别最显著的地方）信息无损的从一个地方传到另一个地方。
量子纠缠是瞬间发生的，但是其中还包含经典通讯方式，所以他们整体不可超光速。这个还处在基础研究阶段，直接传输量子比特也被认为是未来量子计算机之间通信的基础。我是长尾科技，一个致力于科普相对论、量子力学、计算机、数学，让高深的科学理论通俗易懂起来，让科学可爱起来的科技媒体。想了解更多相对论、量子力学的知识，关注微信公众号长尾科技，回复“相对论”或“量子力学”即可，有问题可以回复“【提问】 你的问题”，期待你的到来~。
量子通信受到质疑的原因有哪些？
量子通信从象牙塔走向工程化的征途上有以下三条难以跨越的鸿沟：一）量子通信技术困境之一：极低的成码率理想单光子源价格太过昂贵，是BB84协议走向实用的不可承受之重。BB84的升级版“诱骗态量子密钥分发”放弃了单光子方案改用微弱激光，但是密钥的传输仍然依靠数量极其有限的光子，量子通信过程中有效信号太弱的本质没有什么改变。
众所周知，任何通信环境中都有噪声污染。在具有噪声环境中保证信号传递的准确无误的对策很简单，要想在嘈杂的酒吧里与人交谈，无非就是“放开嗓门加大音量”或是“放慢语速不断重复”这两个办法，研究数据最大传输速率的香农定律讲的就是这个道理。在量子密钥分发中量子信号太弱，所以“放慢语速不断重复”就成了唯一可选项，用专业术语来描述，就是QKD的成码率极低。
密钥分发的成码率是单位时间内生成有效的共享密钥总位数。成码率是密钥分发最重要的技术指标，它反应了密钥分发的效率，也决定了该技术的应用范围。目前QKD在百公里距离上的成码率仅为Kbps量级，而目前光纤数据通信速率可达Tbps量级，两者相差了9个数量级，也就是十亿倍！而所谓绝对安全的“量子通信“又必须要求“密钥与明文等长”和“一次一密”，也就是说QKD的成码率必须不低于光纤的数据通信速率。
由此可知，蜗牛般低速的成码率使得量子通信要为现代化通信保驾护航永远只能是不切实际的幻想。如果强制使用量子通信，其结果必然把目前的通信速度至少降低千万倍！二）量子通信技术困境之二：不能与互联网兼容QKD的基础是美国科学家在1984年制定的BB84协议，BB84是前互联网时代留下的技术活化石。这种点到点的密钥分发技术要求在通信双方之间建立一条被双方独占的直接的物理通路，这种通信方式只能使用电路交换协议（Circuit Switching）。
电路交换协议与分组交换协议（Packet Switching )从基础原理上水火不容，而分组交换协议正是构建现代互联网的基础。这就从根本上断绝了QKD组成现代通信网络与互联网兼容的可能性，它为互联网通信安全提供有效的服务也就无从谈起。这是京沪量子通信干线工程至今未有广泛应用的一个根本原因。三）量子通信技术困境之三：极不安全的可信中继站由于QKD的光子带有量子特性，所以在QKD的量子信道中不能使用放大器，这就决定了QKD的最大有效距离不会超过百公里。
远程QKD工程只能使用可信中继站技术，密钥在每个可信中继站转换成不加密的电信号，一站又一站接力传递至远方。京沪量子通信干线就在沿线设立了三十多个可信中继站，中继站之间距离约为60公里。密钥在两个中继站之间是以量子状态传递的，中间窃听可以被发现，但是密钥在每个可信中继站是以传统电信号的明文格式存在的，而这些可信中继站对密钥进行处理存贮的计算机又必须联网的，QKD窃听必被察觉的原理不适用任何一个可信中继站内部，这就给QKD工程带来极为严重的安全隐患。
