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利用量子卫星通讯技术可以看清某个行星上的车辆牌照吗?有何依据和原理?

作者:机械网
文章来源:本站

  这是一个误解,不是利用量子卫星通信技术可以看清木星上的车牌,而是反过来,我们已经有了一个精确对准的技术,其精度好比“看清木星上的车牌”,然后利用这个技术,我们可以实现量子卫星通信。

  这个说法为公众所知,是CCTV的节目《面对面》中对潘建伟的采访。

  潘建伟说的是:“我这里面需要发展两个比较好的技术。第一个技术,就相当于有个人在月球上,划一根火柴,我这仪器在地球上是能够看到的。我们还有另外一个技术,比如说这个时候在木星,木星是个气体星,在木星的轨道上,在它卫星的轨道上,如果停着一辆汽车,那个汽车上不是有牌照吗?比如说京A380或者386等等,我这仪器是能够清晰地看到木星上那个汽车的牌照。”

  主持人问:“您说的这两个技术,是实现了还是?”

  潘建伟答:“对,我们实现了。”

  主持人问:“已经实现了?”

  潘建伟答:“对呀,我们只有实现了这样的技术,我们才能来做我们这个实验。所以这个技术对我们将来很多精密测量,就是说我可以看很远,又可以看得很清楚,这个信号很微弱,我也能够看到。”

  由于双方是口语问答,又来不及讲原理,所以许多观众可能感觉是一头雾水。我写过很多对量子信息的科普文章,里面把相关原理都解释了,有兴趣的读者可以去看我的文章《你完全可以理解量子信息》。

  简而言之,潘建伟在这里说的是两个已经实现的技术,第一个是对单光子的探测,第二个是对高速运动物体的对准。

  第一个,所谓月球上划根火柴,有人可能会问:月球上没有氧气,火柴怎么能点着呢?潘建伟的意思当然不是真的去月球上点个火柴,而是形容这个光源有多么微弱,离探测仪器有多么远,即使月球上发出一个非常微弱的光,地面探测站也能接收到。这就是单光子探测的技术。

  第二个,所谓木星上的车牌,有人可能会问:为什么要把汽车放到木星上?我们有能力把汽车送到木星上吗?这当然也不是重点,潘建伟不是说要发个汽车去木星(马斯克说不定会对这件事感兴趣),更不是说已经发了一个汽车去木星,而是形容一个光源离地面探测站很远,而且处于高速运动中。怎么接受到这样一个光源的信号?这就需要对准的技术,让地面观测站和光源之间时刻保持对准。

  为什么这两个技术很重要呢?因为墨子号量子科学实验卫星就是这样一个光源。

  墨子号量子科学实验卫星发射

  当墨子号跟地面之间进行量子保密通信的时候,它发出的必须是单个光子。因为量子保密通信要求光源一次只能发一个光子,这样才能保证绝不可能被窃密。如果一次发的多于一个光子,潜在的窃听者就有可能窃密了。

  同时,这颗卫星并不是同步卫星,它跟地面不是处于相对静止,而是处于高速的相对运动之中。这也正是卫星有可能用于跨越上千公里甚至跨越大洲的量子保密通信的原因,因为卫星可以在很短的时间内飞越地面上遥远的距离。为了接收到这样一个高速运动的光源发出的光子,就好比天地之间的“针尖对麦芒”,需要非常高精度的对准技术。以前一个常用的比喻,是说这个精度相当于“在五十公里以外把一枚一角硬币扔进一列全速行驶的高铁上的一个矿泉水瓶里”(请一口气念完这个句子!)。这里用木星上的车牌来作比喻,意思是一样的。

  你明白了吗?

  本人看到潘建伟团队的喉舌袁岚峰副研究员,对关于潘建伟说他的仪器能看清木星上的类似汽车牌照字体大小的物体,以及看清类似月球上划一根火柴的微弱光源的解释,他把潘建伟说词中所指的已实现的观测仪器,偷换成指地面观测站观察与接收在距离地面大约1203公里轨道上作高速运行的墨子号卫星上发出的单光子的精密仪器,这显然是诡辩,分析如下:

  一、潘建伟没有类似解释,并且,木星轨道距离地球轨道为6至9亿公里,是墨子号卫星与地面距离的50万至75万倍,把墨子号卫星的地面观测站仪器视作具有等同分辨率缺少逻辑论证支撑,即使墨子号卫星发出单光子的孔径仅0.1毫米,放大到等同观测至木星的分辨率就变成了0.5至0.75公里,是汽车牌照字体笔划宽度(大约8毫米)的5万至8万倍,由此可见,潘建伟是信口开河!

  二、墨子号卫星凭借激光源与偏光片,产生不了单光子,因此,他们所指的地面观测站能精确对准墨子号卫星并接收单光子的仪器不可能存在,墨子号量子卫星通信本身就是挂羊头卖狗肉的伪科技,其本质上只能是激光无线通信。并且由于激光无线通信在大气正常的传输距离只有几公里至几十公里,所以这卖出的狗肉是否具有可食性也令人质疑。

  三、如果说潘建伟已实现的仪器可以清楚地观测到木星上类似汽车牌照字体大小的物体,那么为什么不拍摄一些高清的木星照片让全国人民看看呢?一来可以证实他的量子科技不是伪科技,二来可以轻松拿到国家大奖与诺贝尔大奖,何乐而不为呢?分明是在说谎骗人!

  建议有兴趣的读者,点本人头像,进入本人主页问答栏,查阅下列两篇最近发布的质疑文章:

  1、《池昭新是什么人?为什么这么反对潘建伟的量子成就?》

  2、《为什么说潘建伟团队已验证的贝尔不等式实验是假的?》

  为了揭穿光量子伪科技,欢迎大家转发此文!

  潘建伟说的

  利用量子卫星通讯技术可以看清某个行星上的车辆牌照,这句话是我国著名量子物理学家,量子之父潘建伟说的。

  2018年3月11日两会期间,CCTV13【面对面】节目——潘建伟:其实我不懂,主持人董倩访谈时,潘建伟说的。原视频在这里(复制粘贴在浏览器里就能看到):

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  以下是部分访谈截图

  不知题主是中学生呢还是大学生,你的物理老师可能是看这这些报道后给你们说的。你想反驳他,说明你也不会相信“利用量子卫星通讯技术可以看清某个行星上的车辆牌照”,这说明你有良好的科学素养,和很强的科学直觉,你有求真务实的科学精神。你可以不用反驳他,你在这里得到考证后,看看人们是怎么看待这类问题的,你就会有自己的判断。

  为了能较全面的回答你的问题,我很认真的收集各种信息和资料,并将我多年前对量子力学理论研究论文的链接放在后面,你可以看看。希望你从我的答文中能有所收获。

  潘建伟的其它演讲

  2017年11月26日,在【2017年金华发展大会】上,潘建伟作了《新时代、新机遇、新征程、新量子革命》的主旨演讲,潘建伟说:未来量子力学可以让人们瞬间从金华到北京。链接(含视频):

  这是在【北京听道】遇见科学之美上,潘建伟同几位科学家的谈话:量子力学可以让他瞬间从上海到北京。

  明星科学家潘建伟

  潘建伟是科学界的明星,各种荣誉和奖项接踵而至,媒体称,潘建伟可能会获得诺贝尔物理学奖,潘建伟是量子之父。潘建伟及其团队在大搞“量子应用”研究和量子实验,并且已经实现,如“量子通信”、“量子计算机”、“墨子号量子通信卫星”、“实现基于人类自由意志的量子非定域性检验”、“已实现北京和维也纳之间的洲际量子通信实验”等等。

  潘建伟长期居于网络热搜:

  对潘建伟的质疑

  但是,对潘建伟及其团队的质疑也更是长期居于网络热搜,据网络上有人统计并披露,有数十万人强烈质疑和反对潘建伟及其团队造假、忽悠、行骗,其中包括很多专家及知名人士,如打假斗士方舟子博士、北京大学知名教授王国文、物理学家梅晓春、吉林大学知名教授曲昭伟、知名学者池昭新,以及众多科学爱好者。质疑是全方位的,包括量子力学理论、通信技术、计算机技术、社会影响、科学界影响、国家层面,国际影响……等各个方面,但是,官方和潘建伟及其团队几乎未对这些质疑作出过正面回应。

  北京大学王国文:《量子通信是科技骗局,祸国殃民!》

  《扫谎打非:敦促潘建伟院士走出迷途》(王国文)

  梅晓春评潘建伟行为:《是科学创新,还是欺天巨骗?》 【猫眼看人】-凯迪社区

  …………

  科学客观看待问题

  正如潘建伟在访谈中说的:“其实我不懂”。这真的不是一句谦虚的话。

  从量子力学理论基础来说,量子力学,是近百年来理论物理学研究的重要成果,现在也还是理论物理学研究的重要课题,其基础研究是集体智慧的结晶。已有25位世界顶级物理学家参与,其中就有12位物理学家因此而获得诺贝尔物理学奖。

  量子力学自创始以来,尽管其结论与实验符合得很好,但此理论仍然蒙着一层面纱。至今为人们所普遍接受的是哥本哈根学派对波函数的统计解释。

  波尔用能量量子假说解释氢原子光谱,是他的一大功劳!但是,量子力学理论从波尔的几率解释就开始错了,波尔及其哥本哈根学派为了统治现代物理学,利用第五次索尔维会议上全世界最顶级的物理学家的阵营,强权推广他的统计诠释理论,对各种质疑,他不断修补,补订越补越多,量子力学越补越丑。因为它没有底子,其实它的底子就是波和波函数,但没弄明白这个波是什么,究竟是什么在波动,波函数代表什么。只从“双缝”现象的照片上发现由像素“点”构成的条纹,就认为这些“点”按一个“几率”分布,为了解释这个现象,就认为那个波是“几率波”。这是量子力学理论的特色,只要回答不了的问题,通通用几句万能的话来拒绝回答:“这是微观物质的根本属性、这就是量子力学的神奇之处、这是因为你没有真正理解量子力学、量子力学不是一般人能够理解得了的……”。这就是波尔的逻辑!之所以,量子力学是迄今为止最怪诞的物理理论!从此以后,所有的各种名词层出不穷,更加怪诞的理由连续不断,直至今天……。错误的量子力学走上了一条不归路,与“能量量子假说、波粒二象性、爱因斯坦-德布罗意关系”等基础背道而驰,越偏越远,走到了悬崖边,正在往下掉,上不沾天下不着地悬而未决,罪魁祸首当然是波尔的强权科学统治。可恰恰是这样的东西,正好符合用以忽悠的噱头,江湖中以量子忽悠的事例比比皆是,但也掩盖不了其本质。

  鄙人不才,于27年前学习量子力学时,发现量子力学不合符逻辑,老师教不了我了。

  欢迎各界人士提出广泛意见和质疑!(拒绝科学理论方面外的其它问题!)

  安徽国盾量子和九州量子都是中国最专业的推动量子通信技术产业化的公司,我深度了解这两家企业的业务情况且与双方都有深度复杂的利益关系。我完全可以负责任地说,目前所谓量子通信技术产业化就是量子密钥的分发技术!该技术由瑞士IDQ和另一家美国公司开创,这几年国盾量子、问天量子、九州量子等几家中国企业在技术和产业化方面都已经迎头赶上。虽然量子通信存在一些争议,但我坚信量子密钥分发技术确有实际用途,尤其在物联网、区块链、人工智能的时代有着广阔的市场前景。看汽车牌照的技术与目前国盾量子、九州量子正在推动的量子通信技术产业化没有关系。

  现在的人造卫星确实可以看到地球上的车牌。但是它不是直接看。在卫星上安装一个口径20厘米的望远镜,那么地球上的分辨率可以达到10cm左右。

  在差不多20年前,美国相关机构就能通过卫星来看车牌。主要是通过图像算法,在10厘米分辨率这个量级上,把车牌的图像,做平滑等处理后,得到。后来,因为图像处理越来越门槛低,很多公司在这方面都有不少突破。这个算法,后来就公开了。题主按照图像算法smooth,车牌,就能找到相关程序。

  至于用量子卫星通讯技术看清,这是不对的。严格来说,就是间谍卫星,看地球。或者发射绕某个星球的间谍卫星。如果卫星能承载50厘米口径的望远镜,那基本上不需要图像处理,都能看清地面车牌。

  这个依据很简单,就是望远镜的分辨率是140/(望远镜直径,单位毫米),这个分辨率是用角秒。用初中三角函数知识就能推导。

  量子纠缠根本就不存在,怎么发射纠缠光子?量子相互作用是自然现象,如同无机物形成有机物,有机物形成蛋白质一样,遵循着自然规律而运动。所谓单光子纠缠技术真是神奇,一切神奇理论源于单光子技术。

  在所谓的单光子制备方面,分人为和仪器制备二种,认为光频率一致的一束光子波动,分割至不能再分割的光子波动就称为单光量子了,现代科技能达到的分割水平是有限的,说白了分至自已需要的程度就足够了,没必要再分了,反正别人不清楚,最后量子伙分割的程度就称为一个光量子吧!

  低温使得原子之间从乱象运动性趋向于一致统一运动性,:限制了冷冻条件下各自的速度,变慢和趋向于停止,具有超导性。他们的光量子通过冷冻技术,减慢波动速度,直至能达到短时间的储存目的。依据绝对零度科技界达不到,冷冻只增加光子运动的阻力,不减低光子速度。世界科技界还分不出一个单光子,储存的目的又是为了发射,不如光子直接发射简单得多。

  光子波动的速度冷冻变慢,减数冷冻变慢有可行性,大数量一束光量子不存在减速问题。激光频率一致的一束光子具有带动夾杂光子性,依此,将冷冻慢速光子夹杂在激光中传递。就如同大小两水波波动,向外扩散性传播。激光直线传播准确率非常高,利于接收。

  通过滤波器接收所需波段,这样的光量子,可进行密钥和各种信息传递。认为不能进行信息传递,只能密钥分发是有意忽悠的。

  在量子力学方面,什么量子纠缠,不确定性原理,叠加态,平行宇宙,量子不可克隆,幽灵般的超距作用等等都只起掩盖作用,都是骗子理论。依据激光传递,具有传播距离远和准确性高二个特点,其他方面与激光存在态相同。

  现代量子通信,无非就是经典通信方法,具有无条件性保密说不过去了,一旦推测是这种夹杂在激光中的量子通信,只要有滤波器装置就完全可破译。现代量子技术太唯心主义了,对社会造成了不良影响,配合外国势力扰乱社会,朝他们预期目标——唯心主义认识论方向进展,有必要进行阻止。

  国家品牌计划里潘建伟声称墨子发现光沿直线传播启发了量子通讯。这是个让人笑掉牙的大笑话。墨子的启发要两千多年才促使潘的奥地利导师等外国人发现了量子通讯,实际上是仅仅发发密钥而已的所谓“量子通讯”被启发。潘的奥地利导师恐怕连墨子是谁都不知道。到了潘这里一下就开窍了,真是笑柄。

  这个问题挺有意思的。

  木星的距离实际是实现不了看车牌的。

  但这只是一个技术能力的调侃,不算什么。抠这个问题好像有点没什么价值。

  当时那个回答和现在的问题有很多前提没有说。

  1 首先说是单光谱激光还是多光谱激光没说清楚。

  2 距离没说清楚。

  3单探测器还是多探测器没说清楚。

  4多个卫星合成还是单个卫星没说清楚。实际上国外大牛已经发表了文章表示可以看到其他星球的车牌号。但是是多个卫星组合。

  所以是个娱乐版回答。根本就是大家开心一下。

  说说结论吧:

  木星的距离工程上是实现不了看车牌的(这个是按照现在墨子号的配置来说的)

  原因为:

  a目前的转台精度无法满足这个要求。估计未来也不会有。

  b时钟精度不够,探测器的测距灵敏度不够。除非是几个字母无后板,或特别高。

  c激光器的发散到那么远的时候,光子在车牌上是均匀分布的,分辨率远远大于车牌尺寸。这个世界目前没有理想的激光器,都是有束腰和衍射极限的。是看不清楚的。

  d成像和信息传输是两回事。信息传输对光学系统的要求要低,要求不同。我估计地球没有大气散射,地球的车牌也是看不清的。

  e量子通信空间分辨率要求很低,基本是能量型的传输系统,看清车牌属于成像技术,空间分辨率要求很高。完全是两个概念。放在一起说肯定会有一个错误的结论

  f 按照等效理论,目前地球的单光子探测器100μm,等效到火星,好比1m,看上去是可以的。实际情况是什么,地球的探测器前面有一个大的接收望远镜,大概在1m以上,等效到木星都不知道多大了。实际上等效只能以最大尺寸的设备等效,而非最小尺寸的等效,我估计说这个概念的时候演讲者忘了探测器前面需要一个必不可少的大口径接收镜头,并且随着距离的变化而变化。因此这个说法完全是概念上的错误。没有这个望远镜,探测器是工作不了的,也就是说那个说法完全是不成立的,大家娱乐一下就算了。按照科学浪漫主义理解就很好了,开开心心就ok。

  我觉得本意可能指在理想激光器的情况下,转台理想的情况下,时钟精度理想的情况下,采用单色激光器和单光子探测器可以看到车牌。科学总需要浪漫主义色彩。

  提问者本身就自相矛盾,上面说量子通讯技术,下面又说卫星,两者是不一样的。通讯是信息传输。无论是常规电磁波还是量子,都不能看任何东西。卫星只有图像探测卫星,才能摄入图像。北斗导航卫星,就可以看清牌照。

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