2016年8月16日01时40分，我国成功发射全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”，标志着我国在量子通信领域又迈出重要一步。“墨子号”的主要科学目标是借助卫星平台，进行星地高速量子密钥分发实验，并在此基础上进行广域量子密钥网络实验，以期在空间量子通信实用化方面取得重大突破；在空间尺度进行量子纠缠分发和量子隐形传态实验，开展空间尺度量子力学完备性检验的实验研究。
中国科学技术大学潘建伟、彭承志团队承担了“墨子号”的有效载荷研制工作。作为首席科学家和天地一体化实验总体组的依托单位，中科大牵头承担了卫星科学应用系统研制，并参与卫星有效载荷研制。其中，有效载荷共设4个分系统，中科大牵头负责量子实验控制与处理机、量子纠缠源研制，并参与另外两个分系统研制。
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