首颗量子通信卫星以我国古代科学家墨子的名字来命名。墨子最早通过小孔成像实验发现了光是直线传播的原理，他还提出了某种意义上的粒子论。光量子学实验卫星以科学先贤墨子来命名，纪念他在物理光学起步上的开创性成就。

“墨子号”应该可以算作通讯卫星当中的一种。和传统的通讯卫星直接传递信息不同，“墨子号”的工作不是传递信息本身，而是分配“金钥”——解码加密信息的“钥匙”。这把金钥的加密性能，比历史上人类使用过的所有密码本、阿兰·图灵破译的Enigma密码、Touch-ID、 “两步验证”甚至PGP系统（Pretty Good Privacy的缩写，一种旨在为在线通信系统提供隐私性、安全性和身份验证保护的加密软件）还要高，可以说不在一个级别上。它利用了量子科学无比浪漫的基本原理：两颗纠缠的光子被拆散之后，无论相距多远总会心灵感应，一个形态发生变化，另一个会像镜子一样同步变化。光子组成了金钥，“墨子号”就是向地面发射光子的卫星——一颗量子金钥分发卫星。

主要应用目标是通过卫星和地面站之间的量子金钥分发，实现星地量子保密通信，并通过卫星中转实现可覆盖全球的量子保密通信。该项技术突破不仅使得中国具备了对光纤无法覆盖的地区——如我国的南海诸岛、驻外使领馆、远洋舰艇等——直接提供高安全等级量子通信保障的能力，并为未来构建覆盖全球的天地一体化量子保密通信网络提供可靠的技术支撑。同时，中国和奥地利之间通过“墨子”号量子卫星在国际上首次成功实现了距离达7600公里的洲际量子密钥分发，并利用共享密钥实现了加密数据传输和视频通信，标志着天地一体化广域量子通信网络雏形已经形成。

量子保密通信，能够从三个方面保障信息安全。第一，发送者和接收者之间的信息交互是安全的，不会被窃听或盗取。第二，“主仆”身份能够自动确认，只有主人才能够使唤“仆人”，而其他人无法指挥“仆人”。第三，一旦发送者和接收者之间的传递口令被恶意篡改，使用者会立刻知晓，从而重新发送和接收指令。

研究团队主要是中国科学家潘建伟院士领导的中国科学院联合团队。2005年，该领域领军人物潘建伟及其团队实现了13公里自由空间量子纠缠和金钥分发实验，证明光子穿透大气层后，其量子态能够有效保持，从而验证了星地量子通信的可行性。近几年开展的一系列后续实验都为发射量子卫星奠定了技术基础。这样一来，通过发射卫星，去除干扰因素，就可以实现几千公里的量子通信。迄今潘建伟的团队已在国际上第一次成功实现了“千公里级”的星地双向量子通信，相关成果在线发表在《自然》杂志上。《自然》杂志以《量子之父》（FATHER OF QUANTUM）为题报道了潘建伟。

“墨子号”成功发射后，极大激起了公众对量子科技的浓厚兴趣。包括英国《自然》杂志、美国《科学》杂志、《科学美国人》、英国《新科学家》、《纽约时报》、英国广播公司（BBC）等众多国际知名学术和公共媒体都对“墨子号”进行了专题报道。美国国家航空航天局（NASA）也在其官网上对“墨子号”发射任务给出了详细的介绍。2016年底，“墨子号”和人类首次探测到引力波等重大成果共同入选英国《自然》杂志点评的年度国际重大科学事件；“墨子号”作为唯一诞生于美国本土之外的创新技术入选《科学美国人》评选的2016年度“改变世界的十大创新技术”。

2018年12月17日，“墨子号”量子科学实验卫星完成的洲际量子密钥分发研究成果，被列入美国物理学会2018年度国际物理学领域的十项重大进展。

2019年3月，美国科学促进会宣布，“墨子号”量子科学实验卫星科研团队被授予2018年度克利夫兰奖，以表彰该团队通过实现千公里级星地双向量子纠缠分发，为推动大尺度量子通信实验研究做出的卓越贡献。这是该奖设立90余年来，中国科学家在本土完成的科研成果首次获得这一重要荣誉。

2017年9月29日，世界首条千公里级量子保密通信干线——“京沪干线”正式开通，推动了量子通信在金融、政务等领域的示范应用。中国的广域量子通信体系为率先建成全球化的量子通信卫星网络奠定了基础，历经 30 余年的量子信息研究也将步入深化应用的时代。未来，量子通信不仅仅只是一种全新的加密通信手段，它将成为新一代信息网络安全解决方案的关键技术和日益普遍的电子服务的安全基石，成为保障未来信息社会可信行为的重要基础之一。也许就在不远的将来，量子通信技术将如同手机、电脑一般，走入日常生活。