量子科學實驗衛星是壹顆低軌衛星，只能在晚上進行量子通信，空間覆蓋能力和應用都有限。2016年8月16日1時40分，我國在酒泉衛星發射中心用長征二號丁運載火箭成功將世界首顆量子科學實驗衛星“墨子號”發射升空。我國在世界上首次實現地空量子通信，這種方式能極大提高通信保密性。
量子科學實驗衛星是壹顆低軌衛星，只能在晚上進行量子通信，空間覆蓋能力和應用都有限。量子科學實驗衛星作為以量子力學基本原理為基礎的全新通信技術，量子通信被視為可以解決人們的擔憂、無條件保障通信安全的最有效方式。[2]
墨子號量子科學實驗衛星既是中國首個、更是世界首個量子衛星。該衛星的發射將使中國在國際上率先實現高速星地量子通信，連接地面光纖量子通信網絡，初步構建量子通信網絡。
這壹工程將構建千公裏級高可信、可擴展、軍民融合的廣域光纖量子通信網 絡，建成大尺度量子通信技術驗證、應用研究和應用示範平臺。
量子衛星是中國科學院空間科學先導專項首批科學實驗衛星之壹，其主要科學目標壹是借助衛星平臺，進行星地高速量子密鑰分發實驗，並在此基礎上進行廣域量子密鑰網絡實驗，以期在空間量子通信實用化方面取得重大突破；二是在空間尺度進行量子糾纏分發和量子隱形傳態實驗，開展空間尺度量子力學完備性檢驗的實驗研究。
墨子號在未來兩年將在世界上首次開展四項實驗任務以達成兩大科學目標：進行經由衛星中繼的“星地高速量子密鑰分發實驗”，並在此基礎上進行“廣域量子通信網絡實驗”，以期在空間量子通信實用化方面取得重大突破；及進行“星地雙向糾纏分發實驗”與“空間尺度量子隱形傳態實驗”，開展空間尺度量子力學完備性檢驗的實驗研究。除了衛星之外，地面上也建設了四個量子通信地面站（分別位於河北興隆、新疆烏魯木齊、青海德令哈、雲南麗江）以及位於西藏阿裏的量子隱形傳態實驗站。除此以外，奧地利科學院和維也納大學的科學家也與中國方面合作，在維也納和格拉茨設置了地面站 。
“墨子號”的成功發射，將使我國在世界上首次實現衛星和地面之間的量子通信，構建天地壹體化的量子保密通信與科學實驗體系。
量子衛星的成功發射和在軌運行，將有助於我國在量子通信技術實用化整體水平上保持和擴大國際領先地位，實現國家信息安全和信息技術水平跨越式提升，有望推動我國科學家在量子科學前沿領域取得重大突破，對於推動我國空間科學衛星系列可持續發展具有重大意義。
美國波士頓大學的量子物理學家亞歷山大·謝爾吉延科說：“這個事確實很讓人激動，因為它是首次開展此類試驗，因此對全球都有重要意義。量子通信的競賽自1995年歐洲科研人員在日內瓦湖底進行量子密鑰分發的最初演示時就開始了。在那以後，英國、美國、日本和中國等國家都在探索城市間的量子通信網絡，而現在這場競賽從地面進入了太空，因為衛星能連接相距遙遠的不同都市。中國在發射量子衛星方面走在了前面。”
英國劍橋大學量子物理學教授阿德裏安·肯特說：“我對中國發射量子衛星這事感到很興奮。”他認為，這是為使用量子技術構建全球性安全通信網絡邁出的“第壹步”
量子衛星發射後，天地壹體化量子科學實驗系統將投入正式運行，而“京滬幹線”大尺度光纖量子通信骨幹網工程預計2016年下半年交付。
得益於量子保密通信絕對安全性，量子通信不僅應用於百姓日常通信，也可用於水、電、煤氣等能源供給和民生網絡基礎設施的通信保障，還可應用於國防、金融、商業等領域，勢必對產業界和科技界產生巨大變革。