查天气量子卫星定位_量子卫星天气预报

1.量子计算机的优点

2.将量子通信系统放到无人机上，用于对地数据链路节点

3.除了墨子号以外，还有哪些用于科学实验的卫星？

4.中国量子计算机进展有什么用

量子计算机的优点

量子计算机拥有强大的量子信息处理能力，对于目前多变的信息，能够从中提取有效的信息进行加工处理使之成为新的有用的信息。

量子信息的处理先需要对量子计算机进行储存处理，之后再对所给的信息进行量子分析。运用这种方式能准确预测天气状况，目前计算机预测的天气状况的准确率达75％，但是运用量子计算机进行预测，准确率能进一步上升，更加方便人们的出行。

目前的计算机通常会受到的攻击，直接导致电脑瘫痪，还会导致个人信息被窃取，但是量子计算机由于具有不可克隆的量子原理这些问题不会存在，在用户使用量子计算机时能够放心地上网，不用害怕个人信息泄露。

另一方面，量子计算机拥有强大的计算能力，能够同时分析大量不同的数据，所以在金融方面能够准确分析金融走势，在避免金融危机方面起到很大的作用；在生物化学的研究方面也能够发挥很大的作用，可以模拟新的药物的成分，更加精确地研制药物和化学用品，这样就能够保证药物的成本和药物的药性。

量子计算机的作用：

（1）天气预报：如果我们使用量子计算机在同一时间对于所有的信息进行分析，并得出结果，那么我们就可以得知天气变化的精确走向，从而避免大量的经济损失。

（2）药物研制：量子计算机对于研制新的药物也有着极大的优势，量子计算机能描绘出万亿计的分子组成，并且选择出其中最有可能的方法，这将提高人们发明新型药物的速度，并且能够更个性化的对于药理进行分析。

（3）交通调度：量子计算机可以根据现有的交通状况预测交通状况，完成深度的分析，进行交通调度和优化。

（4）保密通信：不仅仅是对于我们生活相近的方面，量子计算机对于加密通信由于其不可克隆原理，将会使得入侵者不能再不被发现的情况下进行破译和窃听，这是量子计算机本身的性质决定的。

将量子通信系统放到无人机上，用于对地数据链路节点

中国研究人员正在开发一个以无人机为节点的 机载量子通信网络 。

量子力学把一种奇怪的现象 叫作 纠缠。两个或更多的粒子，如光子，连接或"纠缠"在一起，无论它们之间的距离多远，都可以相互影响。

纠缠对于量子计算机、连接它们的网络以及最复杂的量子密码学至关重要。

发展地面量子网络的一个关键问题是：这种纠缠很脆弱；

当在现有的光纤网络上发送光子时，这就限制了传输距离和数据速率。

考虑到这一点，近年来，科学家们越来越多地研究通过空口传输光子的量子网络。

中国和欧洲的科学家目前正在开发基于卫星的量子网络，以实现远距离卫星到地面的连接。然而，量子卫星有许多缺点。其中包括：低轨卫星只能在有限的时间窗内与某些地面位置通信；空间发射的费用使得建立一个量子卫星网络相当昂贵。

南京大学的科学家们注意到，最近无人机技术爆炸性进步，便设计了一种"量子无人机"，作为量子网络中的机载节点。

德国罗斯托克大学 (University Of Rostock) 的量子科学家德米特罗·瓦利耶夫 (Dmytro Vcreyev) 表示:"他们制造了第一架量子无人机，并以类似量子卫星的方式将其用作节点。"

中国研究人员研制出了一种八旋翼八面体无人机，其起飞时的重量为35公斤，包括其量子通信系统。在实验中，研究人员证明了他们的量子无人机一次能在半空中飞行40分钟。它能够维持两条空对地链路，每条链路长约100米，并能在白天、晴朗的夜晚甚至雨夜接收和传输纠缠光子。

科学家们相信，他们可以缩小量子通信系统，以适应小型消费无人机，用于本地量子网络搭建。

他们还可以将其扩展到高空无人机上，这将是跨越数百公里的广域网中的节点。

总之，他们设想用量子无人机网络填补卫星和地面量子网络之间的缺口。

Vylyev 指出，部署一个以量子无人机为特征的通信网络可能会受到一些挑战。例如，他建议，虽然该系统考虑到许多纠缠光子在往返无人机的途中会被散射、吸收或以其他方式丢失，但无人机上的量子通信系统可能会将来自太阳的杂散光子，误认为是其中一些丢失的纠缠光子。

他表示，这些错误可能会让用户对系统的运行状况过于自信，从而危及系统的安全。

此外，"无人机在较低的大气中飞行， 那里的 大气湍流是信号衰减的重要来源，" Vylyev 指出。此外，"无人机飞行本身就是一个很大的湍流源，这种湍流会大大降低量子通信的性能。”

尽管存在缺陷，但量子无人机仍然有明显的优势。

它们也可以帮助研究人员研究天气条件和其他大气影响对量子通信的影响。这最终将产生更好的基于卫星的量子通信。

文 | Charles Q. Choi，班长编译.

除了墨子号以外，还有哪些用于科学实验的卫星？

量子科学实验卫星，有着一个重要的作用，就是量子保密通信。毕竟，国家安全，才是真的安全。要是我们国家的通信，被一些别有用心的黑客窃取了，那么后果不堪设想。所以，使用量子保密通信，在一定程度上，增加了信息的安全性。这就是它的先进之处。

20世纪50年代，人类走出地球探索太空，最初的发现之一就是地球大气之外的地磁圈。地磁圈如同一把雨伞， 阻挡了太阳喷射的高速粒子，避免带电粒子流将能量传输至大气层中的气体分子，从而使气体分子无法逃离地球的重力牵引。如果没有这种保护伞，地球将和火星一样，大气被太阳风吹走，液态水无法保存。太阳剧烈活动时，来自太阳风的能量会穿过地磁保护伞，在地磁圈内释放，引起各种能量剧烈爆发的现象，叫做“空间天气”。与传统“天气”概念不同的是，空间天气是一个近地空间环境变化的概念，涉及空间等离子、磁场和辐射等现象。在太阳系内，空间天气主要受太阳风的风速和密度、以及太阳等离子体带来的行星际磁场三者的影响。

空间天气对人类生活造成的威胁与危害是多方面的，会影响通讯、卫星、导航、宇航员活动以及地面和空间的科技设施。历史上，强烈的空间天气曾导致多颗卫星失灵，造成通信和地面电网中断，对航天器测运行产生巨大影响。随着现代社会越来越依赖空间高科技设施，理解和掌握空间天气成为紧迫需求。现在，人类进入太空时代已有半个多世纪，但空间天气过程仍然是难解之谜。SMILE卫星将用全新的软X射线和实地探测相结合的方法，为地球磁层“拍照”，引导我们揭开空间天气发生过程的谜团。

除此之外，“微笑”卫星用大倾角、大椭圆轨道，它的极紫外成像仪有更好的精度，更低的阈值和更好的太阳光抑制度，与X射线成像，磁场、等离子体的原位测量一起，将给日地空间物理学研究带来一场革新，并在预测及减轻空间天气灾害方面具有直接的推动作用。

中国量子计算机进展有什么用

1.提供更为精准的天气预报

量子计算机初创企业QxBranch的董事会成员雷伊·约翰逊（Ray Johnson）表示，即使用最尖端的仪器分析温度和压力时，也会出现太多可能性，气象模拟变化多端，而当前的天气预报多数也都属于经过分析的大致猜测。但量子计算机可以一次分析所有数据，向我们提供更好的模型，精准地显示恶劣天气会在何时何地出现。我们可以提前得知飓风等灾难来袭，并有额外时间拯救更多生命。

谷歌(微博)工程主管哈特穆特·奈文(Hartmut Neven)同时指出，量子计算机可以帮助建立更好的气象模型，这可以让我们更深入地了解人类如何影响环境，并帮助我们确定现在能够取哪些措施，以便能预防灾难发生。了解更多有关气候如何变化的趋势，从长期来看将对我们有很大帮助。

2.药物发现过程更高效

开发一种新药是非常复杂的过程。化学家们需要进行无数不同分子组合方式试验，以找到可真正有效治愈疾病的药物特性。这一过程可能需要数年时间，耗费数百万美元资金。但化学家们将这些组合进行后期实验时，依然会有很多组合失败。

而量子计算机可以绘制出数以万亿计的分子组合模式，并迅速确定最有可能生效的组合，这将大大节省研发成本和药物研发时间。与我们当前所用方式相比，量子计算机为人类基因分析排序的速度也更快，这将帮助研发个性化药物和医疗保健方式。

比如，现在很多药物无法投入市场，因为一部分人对其反应特别严重。为此，我们通常会选择放弃这种药物，尽管其可能对许多人有很大帮助。随着个性化基因分析的出现和了解更多药物原理，我们将可以预测出这些不良反应。

3.再也没有交通拥堵噩梦

量子计算机可以简化空中和地面交通控制的工作量，因为它们善于迅速计算出最佳路线。如果你公路旅行，期间要在10个不同的地方停留，普通计算机可能需要单独计算所有可能路线的长度，然后筛选出最佳路线。而量子计算机可以同时计算所有路线的长度，并以更快的速度筛选出最佳路线。

使用量子计算机对空中交通模式进行复杂分析，意味着可进行更高效的飞行调度，并节省出行所需时间，因为我们可以更好地避免机场飞机起飞和着陆造成的瓶颈。同样的技术也可被应用到高速公路和复杂城市电公路网中，以避免拥堵。

4.可加强军事和国防

约翰逊说，卫星不断收集大量照片和资料。任何人都不可能搜遍和分析如此多的数据，因此很多数据只是被扔在一边。在某些被丢弃的数据中，我们可能错过关键情报。

但量子计算机却可以比普通电脑或人类快得多的速度筛选大量数据，并向我们提供哪些照片或应该做进一步分析，哪些可以忽略和丢掉。普通计算机也不太擅长“瓦尔多在哪儿？”此类识别任务，但像人一样，量子计算机却非常善于从混乱的背景中找出具体细节。

5.安全的加密通信

无论我们自己是否意识到，我们实际上一直都在使用加密技术。当我们查看电子邮件或使用网上购物时，我们都非常依赖加密技术。通过使用与量子计算机类似的怪异量子力学特性，加密技术将变得更加安全。

这种超级安全通信被称为“量子密匙分配”，它允许某人发送信息给其他人，而只有使用量子密匙解密后才能阅读信息。如果第三方拦截到密匙，鉴于量子力学的怪异魔力，信息会变得毫无用处，也没人能够再读取它。这种通信技术的初级版本已经在欧洲一些地方开始使用，但依然无法在美国大规模使用。

但是量子计算机的同样原理可令通信变得更加安全，量子计算机可令破解我们当前使用的加密信息更为容易。爱德华·斯诺登（Edward Snowden）曝光的NSA绝密文件中称，NSA也有开发量子计算机的。如果黑客获得量子计算机，银行和等老式加密数据可能陷入严重危险中。

6.加速太空探索

利用开普勒太空望远镜，天文学家已经在太阳系外发现近2000颗系外行星。开普勒的任务还包括盯紧这些行星，等待它们从宿主恒星前面通过。届时，这些系外行星会投下阴影，天文学家可分析和预测这些行星上的大气状况，以及它们是否适合生命生存。

量子计算机可应付太空望远镜获得的更多数据，并发现更多系外行星，帮助迅速确认哪些行星最有可能适合生命生存。量子计算机甚至能够发现开普勒望远镜错过的系外行星。

7.机器学习和自动化

这听起来似乎令人觉得毛骨悚然，但像人类一样，量子计算机可从经验中吸取教训。它们可自我纠错，比如，量子计算机实际上可以修改出现乱码的程序代码。这一概念被称为机器学习，与Facebook新闻流会根据你的“点赞”而进行相应变化类似，只是更为复杂。

量子计算机的机器学习可帮助我们更快、更高效地做很多事情，量子计算机功能的持续改善可能促使半自动车辆和其他先进人工智能诞生。所有这些应用都令人激动不已，但要实现这些目标，我们依然有很长的路要走。很多公司和机构都在研发量子计算机，包括谷歌和美国宇航局等。当这些大公司和机构参与到类似前沿技术中时，我们通常不会等太久就会看到重大突破。