以天地为幕，让光子在空间舞蹈——这曾经是一个梦想，如今“墨子号”量子科学实验卫星已在空间正常运行两年。由于卫星的出色工作，科研人员仅用1年时间提前完成科学目标，实现了星地之间千公里级量子纠缠、密钥分发及隐形传态，入选2017年度中国科学十大进展榜首。
量子卫星首席科学家潘建伟坦言，在卫星研制中，最困难的环节就是有效载荷。中科院上海技术物理研究所作为量子卫星载荷总体单位，牵头研制了2个主要有效载荷，即量子密钥通信机和量子纠缠发射机。
实干见物。这支团队勇闯“无人区”，取得了多项国际领先的重大科研成果。
超过了原先设定的科学目标
“这些学生娃什么都不懂，能把量子卫星载荷做出来？”一位航天专家当年对量子卫星工程常务副总师王建宇推心置腹，言语中流露出深深的担忧。那时候的王建宇其实心里也没底，尽管有过做激光通信的经验，但量子卫星的原理性论证，没有任何东西可以借鉴。2008年，王建宇带着上海技物所一支平均年龄不到30岁的年轻队伍，埋头钻研了起来。
平均年龄不到30岁的年轻队伍
那位航天专家的担心不无道理，量子卫星载荷的研发，遇到的困难比想象的还要多。天地之间要建起畅通的通信链路，精度之高难以想象。从卫星到地面的单站密钥分发，相当于从合肥打一束光到北京，必须精准到哪一扇窗。量子纠缠分发，是卫星要向相隔1千多公里的两个地面站发送纠缠光子对，这一精度要求是目前国际上最高的，相当于在1万米高空的飞机上同时向两个储蓄罐扔旋转的硬币。
量子卫星载荷的偏振精度要求控制在0.5%到1%，这样才能确保信号编码“不走样”。“当时真的压力很大。”上海技物所光学镀膜研究室主任刘定权说，光子通过光学仪器表面时状态会发生变化，这就需要不断去测量，并对其镀膜修正。其难点在于，要对几十片不同功能的镜片分别进行薄膜厚度和膜层叠加设计，进行精准控制。这一难题困扰了团队一两年时间，仅样片就用去了几千个。最终，他们在工艺上进行了大胆突破，单个镜片的对比度达到一万比一以上，载荷偏振精度达到千分之三，超过了原先设定的科学目标，这些在国外报道的文献中从来没有见到过。
