2016年8月16日，中国发射了世界上第一颗量子科学实验卫星“墨子号”，引爆了公众对量子科学的兴趣。许多人都知道了，中国的量子通信走在世界最前列——尽管对于量子通信究竟是什么，大多数人还是一知半解。
最近，一条“日本成功进行超小型卫星量子通信实验”的新闻刷了屏。典型的报道像这样：新华社东京7月11日电（记者华义）日本信息通信研究机构11日宣布首次用超小型卫星成功进行了量子通信实验，该机构称这使超远距离、高保密性卫星通信网研究向前迈进一大步。
日本信息通信研究机构称，他们使用一颗名为SOCRATES的超小型卫星进行了量子通信实验，在卫星和位于东京都小金井市的一个地面站之间成功进行了光子单位的信息传送。SOCRATES卫星只有50千克，搭载一个重6千克的小型量子通信传输装置，在600公里高的轨道上以每秒7千米的速度高速移动，并以每秒1000万比特（bit）的速率向地面站发送光信号。地面站一边接收一个个光子一边将信号复原。
日本信息通信研究机构说，这一研究表明，原本需要大型卫星的量子通信现在也可以用更低成本的小型卫星来实现，预计未来将有更多研究机构和企业投入到量子通信产业中，这有助于太空产业的进一步发展。相关研究成果已发表在英国《自然·光子学》月刊网络版上。
这则消息究竟意味着什么？大家议论纷纷。是日本赶超了中国的技术？还是中国开创了一个领域，日本在其中做出了改进？是不是现在只有中日两国能用卫星实现量子通信？我要在这里可以肯定地回答：以上这些理解都不对。
我咨询了一群量子信息研究者，又去读了原始的论文（DOI:10.1038/NPHOTON.2017.107），结论是：这颗卫星压根不能做量子通信！你也许会惊诧莫名：难道新华社的报道是错的？
是的，新华社的报道确实是错的。不过也不能完全怪新华社，这个错误的源头应该是日本信息通信研究机构（National Institute of Information and Communication Technology，简称NICT）。
我能确定的是，无论NICT的主页或任何媒体怎么说，这群日本研究者都没有实现量子通信。
因为这不是什么秘密：在《自然·光子学》的论文里面，就明明白白地写着他们做不了量子通信！当然，这是一句充满了专业术语的话，普通读者和记者是看不懂的。
原文是：“To track the OGS more reliably with this coarse pointing, the laser beam divergence was widened, and brighter laser pulses (on the order of 108 photons per pulse at the exit of the SOTA, Table 1) than those required in QKD were used, although the optical signals received at the entrance of the OGS were photon-limited in the range of ∼0.145–6.696 photons per pulse。
”
大意是用这种粗略的对准技术更可靠地跟踪光学地面站（Optical Ground Station，简称OGS），我们加宽了激光束的发散程度，并且使用了比量子密钥分发（Quantum Key Distribution，简称QKD）所需的更亮的激光脉冲（在小型光学转发器【Small Optical Transponder，简称SOTA】的出口处，每个脉冲包含10的8次方数量级的光子），虽然在光学地面站的入口处接收到的光学信号处于光子极限，在每个脉冲0.145至6.696个光子的范围内。
你大概会纳闷：“量子通信”这个词没有出现啊？呐，我来告诉你：“量子密钥分发”（QKD）就是媒体上经常说的“量子通信”的专业名称。所以，论文中这句话的要点是什么？使用了比量子通信所需的更亮的激光脉冲，每个脉冲包含10的8次方（即一亿）数量级的光子。你又要问了：量子通信所需的激光脉冲亮度是什么？回答是：单光子。为了实现量子通信，每个脉冲应该只包含一个光子！
现在你可以明白，为什么说每个脉冲包含一亿个光子就太亮了。
本来一次应该只来一个，你一下子扔来一亿个……那么中国的“墨子号”实现单光子发射了吗？实现量子通信了吗？当然实现了。能够实现的两个关键点，是中国科学技术大...
（内容过长，省略部分）