�绝大多数能量是浪费掉了�我们还有中继星他从光中寻答案

<p align="left">　　袁岚峰?：我看[您的报告里边还经常提到另外一个应用就是深空通信，现在航天上用得特别多是吗？</p> <p style="text-align:center;"></p> <p>　　尤立星：对，我们传统的空间通信，我们大家听说过的多数都是微波通信，我们可以把微波跟光来进行比较，微波的波长要长很多，而且微波通信不是定向性的，就是这个信号它的覆盖面很宽，传统对空间通信很重要，为什么，它不知道你在哪里对吗，然后当时你就发射微波，因为发射的面非常宽，它的能量利用效率是很低的，因为大量的信号都损失掉了。还有一个，因为它的频率很低，所以它的通信速率其实是上不去的，但是面临我们跟更远的目标，比如我们有这种航天器要飞得更远，比如飞到月球，甚至要飞到火星，这个时候如果你用微波通信，你就会发现效率极低，为什么 ，绝大多数能量是浪费掉了，这意味着你的发射体积要越来越大。第二，现在我们空间的科学研究要返回的数据是越来越多。</p> <p style="text-align:center;"></p> <p style="text-align:center;"></p> <p>　　袁岚峰：是的。</p> <p>　　尤立星：大量的数据使得传统微波通信实际上它的利用效率是很低的，所以这个时候，人类特别是美国NASA(国家航空航天局)就想到了光通信，光的频率比微波可能会高四、五个数量级，甚至更多，频率越高意味着它的速度要比微波通信的速度会高很多。</p> <p style="text-align:center;"></p> <p>　　第二点，光是定向性的，定向性意味着能量的利用效率就会高很多，那么就意味着我这边有一个很高传输速率的、能量利用率更高的通信方式，这个对于深空通信来讲非常关键。现在到月球通信，可能中间会有中继，我们还有中继星。</p> <p>　　袁岚峰：对，我们发了鹊桥卫星。</p> <p>　　尤立星：对，有鹊桥卫星、有中继星，如果说我们用光通信，我们可能不需要中继，我们只要在地面有光接收的站点，因为比如说在月球上或者是绕月的卫星也好，它上面的载荷是有限的，你不可能无限制地去发一个很大功率的东西，那是不现实的。所以说，它中间用一个小的激光器，小的激光器就意味着光会比较弱，到达地球的时候，其实光还是有很多损失的，最后就是到光子计数的层面。如果说我有很好的单光子探测器，那么就意味着远距离深空的光通信成为可能，而这个事情就是美国确实这几年做得非常成功，它在2013年就有一颗卫星叫LLCD(月球激光通信演示验证)，这样一个计划。</p> <p style="text-align:center;"></p> <p style="text-align:center;"></p> <p style="text-align:center;"></p> <p style="text-align:center;"></p> <p style="text-align:center;"></p> <p style="text-align:center;"></p> <p style="text-align:center;"></p> <p style="text-align:center;"></p> <p style="text-align:center;"></p> <p>　　平时我们很难意识到光子的存在，因为单个光子的能量极低，一束光中往往包含万亿个光子。然而，现在的科技已经进步到了，我们确实有能力也有必要探测单个光子，达到光探测的物理极限。例如中国科学技术大学潘建伟院士团队2020年发布的“九章”光量子计算机，对“玻色子取样”问题超越最强的经典计算机，其中的核心技术之一就是大量的单光子探测器。</p> <p style="text-align:center;"></p> <p style="text-align:center;"></p> <p>　　中国科学院上海微系统与信息技术研究所副所长尤立星博士，就是九章单光子探测器的提供者，他们在低温电子学与超导纳米线单光子探测方面达到了国际领先。今天，我们就来访问尤立星老师。</p> <p>　　科学家对话科学家，《锚点》节目中国科学技术大学科技传播系副主任袁岚峰对话尤立星研究员，东方卫视10月15日周三22:00播出。25分钟的全片可见于上海广播电视台“看看新闻”网站（https://www.kankanews.com/detail/LMwVG0drB2z）、app以及视频号，本片为精彩片段之二：人类如何实现星际通信？他从光中寻答案</p>