墨子號

1935年，愛因斯坦在對量子糾纏的評論稱“鬼魅般的超距作用”。量子力學認為，兩個處於量子糾纏態的粒子無論相隔多遠，改變其中一個粒子的狀態，另一個粒子的狀態就會馬上隨之改變。該種狀態之間的關聯不需經典物理學中的力場或電場，其關聯速度也可認為超過光速，被稱為“量子非定域性”。愛因斯坦作為經典物理學的代表人物，對此表示懷疑，覺得這要能成立簡直是“見鬼了”。

自20世紀30年代近百餘年來，量子力學的許多理論不斷得到實驗結果支持，催生了原子彈、激光、核磁共振、全球衞星定位系統等重大發明，改變了整個世界，被認為是“第一次量子革命”。而對愛因斯坦提出的質疑開展的持續研究，助推了量子調控技術的發展，催生了以量子通信和量子計算為代表的量子信息技術，被認為是開啓了“第二次量子革命” ^[26]  。

1984年，美國IBM公司的兩位工程師提出了全新保密通信方案，用量子物理學的極端特性來確保秘密不被竊取。該方案中，傳送者用光子的不同偏振態來表示密鑰，也就是按照直線或對角線偏振的方式發出不同的光子。如果有人企圖竊聽，他只有在中途攔截光子測量，然後按照測量值發送一個相同的粒子。每竊聽一個光子，竊聽者有四分之一的可能被發現。當密鑰長度增長至72個光子時，竊聽者不被發現的可能僅有十億分之一。

1991年，英國科學家又提出了一種新思路：用量子糾纏態來發密文。如果A和B各持有一個雙胞胎粒子；A只要操作粒子，B就會得到同樣的結果。這也是如今量子通信技術的理論基礎 ^[27]  。

通信保密是世界各國都力爭實現的關鍵技術。量子通信通常採用單光子作為物理載體，最為直接的方式是通過光纖或者近地面自由空間信道傳輸。如何實現安全、長距離、可實用化的量子通信，是該領域的最大挑戰和國際學術界幾十年來奮鬥的共同目標 ^[11]  。信息的大量傳播背後也充斥着信息泄露的風險，而量子科學則為信息安全提供了“終極武器” ^[13]  。

量子通信技術旨在利用量子態實現信息的編碼、傳輸、處理和解碼，特別是利用量子態（單光子態和糾纏態）實現量子密鑰的分配。在眾多通信的方式中，量子通信技術被稱為“史上最難破譯”加密技術。量子通信最大的優越性就在於保密，許多經濟、科技、軍事信息值得高度保密，因而量子通信不乏潛在的用户。量子通信的安全性基於量子物理的基本原理。作為光的最小粒子，每個光量子在傳輸信息的時候具有不可分割和不可被精確複製兩大特性，如果存在竊聽，就一定會被信息發送者察覺並規避，所以量子通信保證了信息的安全 ^[10]  。

1989年，IBM實驗室製造了一個叫“瑪莎姨媽的棺材”的小盒子，其中光子攜帶着密鑰走了30釐米，證實了量子保密通信可行。

1993年英國國防部將這一紀錄提高到10千米。但是得到單個光子源，減少光子信號傳輸中的損耗，都是實際應用面臨的困難 ^[27]  。

在外太空，真空環境對光的傳輸幾乎沒有衰減，同樣也沒有退相干效應。因此，若能將單光子或糾纏光子對傳出大氣層，配合星載平台技術和光束精確定位技術，就有可能實現自由空間的遠距離量子通信 ^[16]  。

墨子號量子科學實驗衞星是中科院空間科學戰略性先導科技專項首批確定的五顆科學實驗衞星之一，旨在建立衞星與地面遠距離量子科學實驗平台，並在此平台上完成空間大尺度量子科學實驗，以期取得量子力學基礎物理研究重大突破和一系列具有國際顯示度的科學成果，並使量子通信技術的應用突破距離的限制，向更深的層次發展，促進廣域乃至全球範圍量子通信的最終實現。同時，該項目將為廣域量子通信各種關鍵技術和器件的持續創新以及工程化問題提供一流的測試和應用平台，促進空間光跟瞄、空間微弱光探測、空地高精度時間同步、小衞星平台高精度姿態機動、高速單光子探測等技術的發展，形成自主的核心知識產權 ^[9]  。

2001年，31歲的潘建偉從歐洲回國，在中科大組建了量子信息實驗室。

2003年，當大多數人仍致力於在實驗室內部的原理性演示時，潘建偉團隊提出了利用衞星實現遠距離量子糾纏分發的“天地一體化”量子通信網的初步構想，“量子科學實驗衞星”正是這個構想中的關鍵節點。圍繞這一遠景目標，潘建偉團隊在自由空間量子密鑰分發、量子糾纏分發和量子隱形傳態實驗等方面不斷取得突破性成果。

2005年，潘建偉團隊在世界上第一次實現13千米（大於大氣層垂直厚度）自由空間雙向量子糾纏分發的量子通信實驗，證實光子穿透大氣層後，其量子態能夠有效保持，從而驗證了星地量子通信的可行性 ^[13]  。

2006年，中國科學技術大學的潘建偉團隊在世界上首次利用誘騙態方案實現了超過100千米的光纖量子密鑰分發；而美國和奧地利科學家隨後也做到這一點。

2008年，潘建偉團隊發明了量子中繼器，使得即將衰竭的光子將信息傳給其他光子，被《自然》雜誌稱讚為“清除了量子通信的一塊攔路石” ^[27]  。

2009年12月，空間科學先導專項參加戰略性先導科技專項實施方案評議會，並在16個建議專項中名列前三名。

2010年，該團隊又在國際上首次實現了基於量子糾纏分發的16千米量子態隱形傳輸。

2011年12月23日，量子科學實驗衞星工程啓動暨動員會在京召開，標誌着量子科學實驗衞星正式進入工程研製階段 ^[16]  ；隨後作為中國科學院空間科學先導專項首批科學實驗衞星之一，量子衞星正式立項 ^[13]  。

2012年，潘建偉領導的中科院聯合研究團隊在青海湖實現了首個100千米的雙向量子糾纏分發和量子隱形傳態，充分驗證利用衞星實現量子通信的可行性 ^[28]  。

2014年12月30日，量子科學實驗衞星通過初樣轉正樣階段評審，正式轉入正樣研製階段。

2015年12月6日，量子科學實驗衞星系統與科學應用系統完成星地光學對接試驗，驗證了天地一體化實驗系統能夠滿足科學目標的指標要求 ^[16]  。

2016年8月，中國首顆量子科學實驗衞星被命名為“墨子號” ^[15]  ，英文：Micius Satellite for Quantum Science Experiments ^[22]  ；簡稱：Mozi或Micius；又稱為：QSS （Quantum Science Satellite）或QUESS （Quantum Experiments at Space Scale） ^[29]  。

量子衞星工程由中科院國家空間科學中心總負責；中國科學技術大學負責科學目標的提出和科學應用系統的研製；中科院上海微小衞星創新研究院抓總研製衞星系統，中科院上海技術物理研究所聯合中科大研製有效載荷分系統；中科院國家空間科學中心牽頭負責地面支撐系統研製、建設和運行；對地觀測與數字地球科學中心等單位參加 ^[14]  。

墨子號量子衞星首席科學家：潘建偉 ^[25]  （物理學家，中國科學院院士，發展中國家科學院院士，中國科學技術大學常務副校長 ^[30]  ）

衞星系統總設計師：朱振才研究員（中國科學院上海微小衞星工程中心）

副總設計師：周依林研究員（中國科學院上海微小衞星工程中心）

副總設計師：舒嶸研究員（中國科學院上海技術物理研究所）

副總設計師：彭承志研究員（中國科學技術大學） ^{[9]  [13]  [31]} 

墨子號衞星根據量子科學實驗衞星的特點和實際需求，衞星項目設置了工程總體和六大系統，具體分工：

衞星系統負責衞星平台和有效載荷的研發，載荷包括量子密鑰通信機、量子糾纏發射機、量子糾纏源和量子實驗控制與處理機。

運載火箭系統主要負責運載火箭的研製和生產。

發射場系統選擇酒泉衞星發射中心主要承擔運載火箭和量子科學實驗衞星的測試、發射任務，並提供地面技術支持與勤務保障。

測控系統負責對運載火箭主動段提供測控支持，向地面支撐系統傳輸原始遙測數據，接收地面支撐系統傳送的科學實驗數據並完成數據的上行發送和下行接收。

地面支撐系統負責提供實驗任務運行控制管理、數據接收、預處理、管理和歸檔等公用性支撐服務。

科學應用系統負責整個量子科學實驗衞星工程科學實驗計劃的制訂、科學實驗的實施、科學數據和應用的處理傳輸存儲管理與發佈 ^[32]  。

墨子號衞星系統工程包括衞星平台和有效載荷的研發 ^[9]  。墨子號衞星總重631千克 ^[33]  （《中國科學院院刊》介紹：640千克 ^[34]  ），載荷重量超過了200千克，而長期功耗卻不到500瓦———完全可以靠蓄電池供給。作為一顆太陽同步軌道衞星，該星原先設計的軌道高度為600千米，可那裏正碰上了地球的輻射帶。做模擬實驗時，發現有些器件在高能粒子“轟炸”下，壽命只有一週。因此，科學家將軌道高度調低到500千米，以減少大約一半的宇宙高能粒子的影響。同時，科學家還從物理原理上想出辦法，最終讓器件能夠在軌道上耐受住高能粒子的長期轟擊 ^[33]  。

墨子號衞星發射採用的長征二號丁運載火箭 ^[9]  ，是由中國航天科技集團公司所屬上海航天技術研究院研製的常温液體二級液體運載火箭。該火箭於1990年2月啓動研製，是在長征四號甲火箭基礎上減少三子級，並進行適應性改進形成的火箭，主要用於發射近地軌道返回式衞星和太陽同步軌道，具有可靠性高和經濟型好的特點 ^[36]  。

墨子號衞星的配套地面建設科學應用系統，包括1箇中心——合肥中國科學技術大學量子科學實驗中心；4個量子通信地面站包括——北京興隆站、雲南麗江站、青海德令哈站和烏魯木齊南山站 ^{[13]  [37]}  ；1個平台——阿里隱形傳態實驗站為核心的天地一體化量子科學實驗系統 ^{[9]  [13]}  。

墨子號的科學目標之一是進行星地高速量子密鑰分發實驗，並在此基礎上進行廣域量子密鑰網絡實驗，以期在空間量子通信實用化方面取得重大突破。該項技術突破不僅使得中國具備了對光纖無法覆蓋的地區——如中國的南海諸島、駐外使領館、遠洋艦艇等——直接提供高安全等級量子通信保障的能力，併為中國未來構建覆蓋全球的天地一體化量子保密通信網絡提供可靠的技術支撐。

同時，量子衞星在空間尺度進行量子糾纏分發和量子隱形傳態實驗，通過“墨子號”的星地糾纏分發，能夠在相距1200千米以上的兩個地面站之間以1對/秒的速度建立起量子糾纏，將使得人類首次具有在空間尺度開展量子科學實驗的能力，併為未來在外太空開展廣義相對論、量子引力等物理學基本原理的檢驗做好技術準備，成為中國在基礎物理學領域對世界的又一重要貢獻 ^[19]  。

量子衞星是中國科學院空間科學先導專項首批科學實驗衞星之一，其主要科學目標一是藉助衞星平台，進行星地高速量子密鑰分發實驗，並在此基礎上進行廣域量子密鑰網絡實驗，以期在空間量子通信實用化方面取得重大突破；二是在空間尺度進行量子糾纏分發和量子隱形傳態實驗，開展空間尺度量子力學完備性檢驗的實驗研究 ^[9]  。

該實驗室將在高精度捕獲、跟蹤、瞄準系統的輔助下，在實現地面與衞星之間建立超遠距離的量子信道的基礎上，進行衞星與地面之間、基於誘騙態的量子密鑰生成和分發，實現衞星與地面之間以量子密鑰為核心的絕對安全的保密通信試驗 ^[9]  ，從而為建立全球範圍的量子通信網絡打下技術基礎 ^[32]  。

近年來，隨着光纖量子通信網絡技術的發展，通過星地量子密鑰分發過程組建真正的廣域量子通信網絡已經成為可能 ^[32]  。該實驗將在實現高速星地量子密鑰分發的基礎上，與兩個光學地面站及其附屬的兩個局域光纖量子通信網絡相結合，通過衞星中轉的方式組建真正意義的廣域量子通信網絡 ^[9]  。

在該實驗中，衞星上的量子糾纏光源同時向兩個地面站分發糾纏光子，在完成量子糾纏分發後，對糾纏光子同時進行獨立的量子測量。通過對千公里量級量子糾纏態的觀測，開展空間尺度量子力學完備性檢驗的實驗研究 ^[9]  。

量子隱形傳態是一種全新的通信方式，是量子網絡與量子計算的基本過程 ^[32]  。該實驗將在量子存儲的幫助下，探索衞星與地面之間遠距離的真正意義及量子隱形傳態的可行性，在類空間條件下完成量子力學非定域性的實驗檢驗 ^[9]  。

墨子號衞星平台載荷包括：量子密鑰通信機、量子糾纏發射機、量子糾纏源和量子實驗控制與處理機 ^{[9]  [13]}  。

墨子號衞星上的量子密鑰分發系統重約130千克，需要130瓦的功率，其科學實驗任務還包括雙向量子糾纏分發和量子隱形傳態在內的糾纏相關量子通信實驗等 ^[39-40]  。

衞星上的量子糾纏源，其體積只有機頂盒的大小，作用卻非常關鍵，它能夠產生糾纏光，是量子衞星在空中做各種實驗的源頭。平時實驗室裏糾纏源的體積非常巨大，研究人員不僅把它做到了小型化，還通過一系列的創新讓它實現了滿足空間環境要求，在國際上是首次實現 ^[13]  。

2016年2月25日，量子科學實驗衞星工程完成大系統聯試。

2016年4月11日，發射墨子號的長征二號丁運載火箭完成出廠評審 ^[16]  。

2016年8月16日凌晨1時40分，中國在酒泉衞星發射中心用長征二號丁遙三十二運載火箭將世界首顆量子科學實驗衞星“墨子號”發射升空 ^{[12]  [41]}  。

2017年1月18日，世界首顆量子科學實驗衞星“墨子號”在圓滿完成4個月的在軌測試任務後，正式交付中國科學技術大學使用 ^{[19]  [42]}  ；同年6月15日，中國科學家在美國《科學》雜誌上報告説，中國“墨子號”量子衞星在世界上首次實現1000千米量級的量子糾纏，這意味着量子通信向實用邁出一大步 ^{[17]  [43-44]}  ；同年8月12日，“墨子號”取得最新成果——國際上首次成功實現1000千米級的星地雙向量子通信，為構建覆蓋全球的量子保密通信網絡奠定了堅實的科學和技術基礎，墨子號量子衞星提前完成了預先設定的全部三大科學目標 ^{[2]  [45-46]}  ；同年9月29日，世界首條量子保密通信幹線“京滬幹線”與“墨子號”科學實驗衞星進行天地鏈路，中國科學家成功實現了洲際量子保密通信。這標誌着中國已在全球構建出首個天地一體化廣域量子通信網絡雛形，為未來實現覆蓋全球的量子保密通信網絡邁出了堅實的一步 ^[3]  。

2018年1月，在中國和奧地利之間首次實現距離達7600千米的洲際量子密鑰分發，並利用共享密鑰實現加密數據傳輸和視頻通信。該成果標誌着“墨子號”已具備實現洲際量子保密通信的能力 ^{[4]  [18]}  。

2020年6月15日，中國科學院宣佈，“墨子號”量子科學實驗衞星在國際上首次實現1000千米級基於糾纏的量子密鑰分發。該實驗成果不僅將以往地面無中繼量子密鑰分發的空間距離提高了一個數量級，並且通過物理原理確保了即使在衞星被他方控制的極端情況下依然能實現安全的量子密鑰分發。國際學術期刊《自然》於北京時間2020年6月15日23時在線發表了這一成果 ^{[5]  [38]}  。

2022年5月5日，從中國科學技術大學獲悉，該校教授潘建偉及其同事彭承志、陳宇翱、印娟等利用“墨子號”量子科學實驗衞星在遠距離的量子態傳輸方面取得重要實驗進展。該實驗刷新世界紀錄，首次實現了地球上相距1200千米兩個地面站之間的量子態遠程傳輸，向構建全球化量子信息處理和量子通信網絡邁出重要一步。相關研究成果於2022年4月26日在線發表在國際知名學術期刊《物理評論快報》上 ^[20-21]  。

2019年2月14日，中國研究人員在美國華盛頓説，“墨子號”量子科學實驗衞星預計將超出預期壽命、繼續工作至少2年以上，並展開更多國際合作 ^[6]  。

墨子號衞星對精準控制的要求非常高，衞星飛行中，攜帶的兩個激光器要分別瞄準兩個相距上千公里的地面站，向左向右同時傳輸量子密鑰，且衞星上的光軸和地面望遠鏡的光軸要始終精確對準，就好比衞星上的“針尖”對地面上的“麥芒”。科研團隊進行了各種實驗，考驗超遠距離“移動瞄靶”能力，最終突破了星地光路對準等關鍵技術，通過平台和載荷兩級控制的方式，對準精度可以達到普通衞星的10倍。

激光器-站的試驗，對一站模式有人做過，但一顆衞星對準兩個地面站國際上還從來沒有過。墨子號在國際上也是首次實現這麼高精度的跟蹤和地面站配合 ^[13]  。

2017年，建成世界首條量子保密通信幹線“京滬幹線”。“墨子號”牽手“京滬幹線”，中國科學技術大學潘建偉、陳宇翱、彭承志等與中科院上海技術物理研究所王建宇研究組、濟南量子技術研究院及中國有線電視網絡有限公司合作，構建了全球首個星地量子通信網。經過兩年多穩定性、安全性測試，實現了跨越4600千米的多用户量子密鑰分發。整個網絡覆蓋中國四省三市32個節點，包括北京、濟南、合肥和上海4個量子城域網，通過兩個衞星地面站與“墨子號”相連，已接入金融、電力、政務等行業的150多家用户 ^{[13]  [47]}  。

2022年8月中國央視消息，中國科學技術大學潘建偉院士科研團隊與中國科學院大學杭州高等研究院院長王建宇院士團隊，通過“天宮二號”和4個衞星地面站上的緊湊型量子密鑰分發（QKD）終端，實現了空-地量子保密通信網絡的實驗演示。相關論文刊登在國際學術期刊《光學》上。科研團隊通過高精度自動跟瞄系統與“天宮二號”上的量子密鑰分發終端相配合，在地面站與目標飛行器之間建立起量子信道，並在此基礎上開展了空-地量子密鑰分發試驗。

“量子密鑰分配試驗空間終端”，以實現世界上首個基於載人航天空間平台的空-地量子密鑰分配試驗為目標，在地面站與目標飛行器之間建立起量子信道，為載人航天的空地間量子保密通信，以及未來的實用化天地一體廣域量子保密通信網絡建設打下基礎 ^[48]  。

墨子號量子科學實驗衞星過境中國時，同時與青海德令哈站和雲南麗江站兩個地面站建立光鏈路，量子糾纏光子對從衞星到兩個地面站的總距離平均達2000千米，跟瞄精度達到0.4μrad。衞星上的糾纏源載荷每秒產生800萬個糾纏光子對，建立光鏈路可以以每秒1對的速度在地面超過1200千米的兩個站之間建立量子糾纏，該量子糾纏的傳輸衰減僅僅是同樣長度最低損耗地面光纖的一萬億分之一。在關閉局域性漏洞和測量選擇漏洞的條件下，研究團隊發現，獲得的實驗結果以4倍標準偏差違背了貝爾不等式，即在1000千米的空間尺度上實現了嚴格滿足“愛因斯坦定域性條件”的量子力學非定域性檢驗 ^[28]  。

小型化量子衞星地面站(2張)

墨子號衞星應用研究成果，發展起來的高效星地鏈路收集技術，可以將量子衞星載荷重量由原來的幾百千克降低到幾十千克以下，將地面接收系統的重量由現有的10餘噸大幅降低到100千克左右，實現接收系統的小型化、可搬運，為將來衞星量子通信的規模化、商業化應用奠定基礎 ^[49]  。

2019年12月24日，濟南量子技術研究院完成地面站部署，並與墨子號量子科學實驗衞星對接測試成功，這標誌着中國首個小型化可移動量子衞星地面站在濟南建設完成。濟南量子技術研究院自2019年開始啓動小型化量子通信衞星地面站系統項目，位於院樓頂的這座地面站，大約只有一個油漆桶大小，重量僅80多千克，加上28釐米望遠鏡的設備，便構成了一個可移動量子衞星地面站，它由中國科大、科大國盾、濟南量子技術研究院承擔建設，是中國首個小型化可移動量子衞星地面站。後續研發人員成功把地面站小型化，不但製造成本大幅壓縮，還可以裝載在車上隨時隨地使用，可以在產業化方面推廣 ^[50]  。

量子通信研究人員利用光學一體化粘接技術實現了具有超高穩定性的光干涉儀，無需主動閉環即可長期穩定。利用該技術的突破，結合基於雙光子路徑-偏振混合糾纏態的量子隱形傳態方案，在雲南麗江站和德令哈地面站之間完成了遠程量子態的傳輸驗證。實驗中對六種典型的量子態進行了驗證，傳送保真度均超越了經典極限。上1000千米的距離為截至2022年地表量子態傳輸的新紀錄 ^[20-21]  。

墨子號衞星全部柔性薄膜熱控塗層以及下裙鋁合金光亮氧化熱控塗層獲得了成功應用。

上海硅酸鹽所承擔了包括“寬幅導電型F46薄膜鍍銀二次表面鏡”、“寬幅防靜電PI薄膜鍍鋁二次表面鏡”在內的柔性薄膜熱控塗層材料的研發工作，為衞星的正常在軌運行提供重要保障。使用的寬幅導電型F46薄膜鍍銀二次表面鏡是在寬幅防靜電F46薄膜鍍銀二次表面鏡基礎上研發成功的一種全新的低吸輻比柔性薄膜二次表面鏡，具有更為可靠的空間防靜電性能。該所是中國僅有掌握寬幅防靜電F46鍍銀二次表面鏡研製技術的科研單位，也是全世界能批量提供該型熱控塗層的兩家提供單位之一 ^[51]  。

上海硅酸鹽所承擔了墨子號衞星光亮氧化熱控塗層的研發，採用了化學的方法，在衞星下裙表面原位生長了一層具有低太陽吸收比、高紅外發射率的熱控塗層材料。該次研製的熱控塗層突破了熱輻射指標要求高及衞星下裙尺寸大、形狀複雜程度高等塗層製備難點。獲得的塗層由氧化鋁構成，具有硬度高、空間穩定性好的特點，為衞星與運載火箭的在軌分離及在軌長期正常運行提供重要保障 ^[51]  。

中國後續還計劃發射“墨子二號”“墨子三號”。由於單顆低軌衞星無法覆蓋全球，同時由於強烈的太陽光背景，截至2022年的星地量子通信只能在夜間進行。要實現高效的全球化量子通信，還需要形成一個衞星網絡。按照規劃，一個由幾十顆量子衞星組成的“璀璨星羣”，將與地面量子通信幹線“攜手”，支撐起“天地一體”的量子通信網。

到2030年左右，中國力爭率先建成全球化的廣域量子保密通信網絡。在此基礎上，構建信息充分安全的“量子互聯網”，形成完整的量子通信產業鏈和下一代國家主權信息安全生態系統 ^[13]  。

2016年底，美國《科學美國人》評選的中，“墨子號”量子衞星作為僅有誕生於美國本土之外的創新技術入選2016年度“改變世界的十大創新技術” ^[10]  。

2019年1月31日，美國科學促進會宣佈，中國科學技術大學潘建偉教授領銜的墨子號量子科學實驗衞星科研團隊被授予2018年度克利夫蘭獎，以表彰該團隊通過實現1000千米級星地雙向量子糾纏分發推動大尺度量子通信實驗研究做出的貢獻 ^[1]  。

哲學家、墨家學派創始人墨子也是一位鮮為人知的偉大科學家，《墨經》裏記載了世界上第一個“小孔成像”實驗，該實驗解釋了小孔成倒像的原因。墨子提出光是沿着直線傳播的，也是第一次對光是直線傳播的解釋——這在光學中也是非常重要的一條原理。用“墨子號”來命名量子衞星，和項目本身的意義相符，也體現了中國的文化自信 ^[15]  。

“墨子號”的成功發射，將使中國在世界上首次實現衞星和地面之間的量子通信，構建天地一體化的量子保密通信與科學實驗體系 ^[12]  。量子衞星的成功發射和在軌運行，將有助於中國在量子通信技術實用化整體水平上保持和擴大國際領先地位，實現國家信息安全和信息技術水平跨越式提升，有望推動中國科學家在量子科學前沿領域取得重大突破，對於推動中國空間科學衞星系列可持續發展具有重大意義 ^[14]  。（中國政府網、新華網 評）

美國波士頓大學的量子物理學家亞歷山大·謝爾吉延科説：“這個事確實很讓人激動，因為它是首次開展此類試驗，因此對全球都有重要意義。量子通信的競賽自1995年歐洲科研人員在日內瓦湖底進行量子密鑰分發的最初演示時就開始了。在那以後，英國、美國、日本和中國等國家都在探索城市間的量子通信網絡，而這場競賽從地面進入了太空，因為衞星能連接相距遙遠的不同都市。中國在發射量子衞星方面走在了前面。”

英國劍橋大學量子物理學教授阿德里安·肯特説：“我對中國發射量子衞星這事感到很興奮。”他認為，這是為使用量子技術構建全球性安全通信網絡邁出的“第一步” ^[7]  。

得益於量子保密通信絕對安全性，量子通信不僅應用於百姓日常通信，也可用於水、電、煤氣等能源供給和民生網絡基礎設施的通信保障，還可應用於國防、金融、商業等領域，勢必對產業界和科技界產生巨大變革 ^[8]  。墨子號也開啓了全球化量子通信、空間量子物理學和量子引力實驗檢驗的大門，為中國在國際上搶佔了量子科技創新制高點，成為了國際同行的標杆，實現了“領跑者”的轉變。以墨子號衞星系統為代表的量子信息科技屬於戰略性、基礎性的前沿科技創新領域，可以在確保信息安全、提高運算速度、提升測量精度等方面突破經典技術的瓶頸，事關全球科技革命和產業變革的走向，是國際競爭的焦點。量子通信有望解決金融、政務、商業等領域的信息傳輸安全問題 ^[52]  。（中國科學院、中國科學技術大學 評）