——習(xí)近平總書記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語音播報(bào)
6月16日,量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展介紹會(huì)在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)舉行
國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志2017年6月16日封面
6月16日,國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志封面上,“墨子號(hào)”量子衛(wèi)星從星空向地面發(fā)出兩道光,象征量子通信向?qū)嵱眠~近一大步。雜志刊發(fā)的是中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、量子衛(wèi)星項(xiàng)目首席科學(xué)家潘建偉及其同事彭承志等組成的研究團(tuán)隊(duì)的最新成果。
潘建偉院士在中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)舉行的量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展介紹會(huì)上說,“這個(gè)成果是,利用‘墨子號(hào)’量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星在國(guó)際上率先成功實(shí)現(xiàn)了千公里級(jí)的星地雙向量子糾纏分發(fā),并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了空間尺度下嚴(yán)格滿足‘愛因斯坦定域性條件’的量子力學(xué)非定域性檢驗(yàn),在空間量子物理研究方面取得重大突破?!?/p>
“星地量子糾纏分發(fā)作為衛(wèi)星的三大科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)之一,是國(guó)際上首次在空間尺度上開展的量子糾纏分發(fā)實(shí)驗(yàn)。這也是量子衛(wèi)星上天以來迄今為止發(fā)布的最大成果?!迸私▊ピ菏勘硎?,“這一重要成果為未來開展大尺度量子網(wǎng)絡(luò)和量子通信實(shí)驗(yàn)研究,以及開展外太空廣義相對(duì)論、量子引力等物理學(xué)基本原理的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)奠定了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。”正因?yàn)槿绱?,《科學(xué)》雜志幾位審稿人稱贊該成果是“兼具潛在實(shí)際現(xiàn)實(shí)應(yīng)用和基礎(chǔ)科學(xué)研究重要性的重大技術(shù)突破”,并斷言“絕對(duì)毫無疑問將在學(xué)術(shù)界和廣大的社會(huì)公眾中產(chǎn)生非常巨大影響”。
量子糾纏是奇特的量子力學(xué)現(xiàn)象。通俗地說,兩個(gè)(或多個(gè))粒子共同組成的量子狀態(tài),粒子之間就像有“心靈感應(yīng)”,無論相隔多遠(yuǎn),一個(gè)粒子變化,其它粒子也會(huì)改變。愛因斯坦稱之為“鬼魅般的超距作用”。量子糾纏分發(fā)就是把制備好的兩個(gè)糾纏粒子(通常為光子)分別發(fā)送到相距很遠(yuǎn)的兩個(gè)點(diǎn)。
潘建偉院士解釋說,要讓量子通信實(shí)用化,需要實(shí)現(xiàn)量子糾纏的遠(yuǎn)距離分發(fā)。但是由于量子糾纏非常脆弱,會(huì)隨著光子在光纖內(nèi)或者地表大氣中的傳輸距離而衰減,以往的量子糾纏分發(fā)實(shí)驗(yàn)只停留在百公里的距離。
量子糾纏“鬼魅般的超距作用”在更遠(yuǎn)的距離上是否仍然存在?會(huì)不會(huì)受到引力等其它因素的影響?這些基本物理問題的驗(yàn)證都需要實(shí)現(xiàn)上千公里甚至更遠(yuǎn)距離的糾纏分發(fā);另一方面,要實(shí)現(xiàn)廣域的量子網(wǎng)絡(luò)也自然要求遠(yuǎn)距離的糾纏分發(fā)?!敖鉀Q這個(gè)問題的一個(gè)有效辦法就是利用衛(wèi)星向地面分發(fā)?!迸私▊ピ菏恐赋?,作為世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星,“墨子號(hào)”星地糾纏分發(fā)的傳輸衰減僅是同樣距離地面衰減的萬億分之一。
這項(xiàng)由中國(guó)科學(xué)家獨(dú)立完成“一項(xiàng)里程碑式的研究”顯示,通過“墨子號(hào)”向地面發(fā)射光子,每對(duì)處于糾纏狀態(tài)的光子中的一個(gè)發(fā)向青海德令哈站,另一個(gè)發(fā)向云南麗江站,兩個(gè)地面站之間的距離達(dá)到1203公里。這是世界上首次實(shí)現(xiàn)千公里量級(jí)的量子糾纏,這項(xiàng)工作是糾纏分發(fā)技術(shù)的一個(gè)真正突破。
潘建偉院士表示,“除了量子糾纏分發(fā)實(shí)驗(yàn)外,‘墨子號(hào)’量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的其它重要科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù),包括高速星地量子密鑰分發(fā)、地星量子隱形傳態(tài)等,也在緊張順利地進(jìn)行中,預(yù)計(jì)今年會(huì)有更多的科學(xué)成果陸續(xù)發(fā)布?!?/p>
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