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6月16日出版的國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》封面。
升空10個月,全球首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星——“墨子號”6月16日發(fā)布了首個世界級重磅成果:在國際上率先實現(xiàn)千公里級的量子糾纏分發(fā),首次在太空中較為嚴(yán)格地檢驗了量子力學(xué)的完備性。
這一成果為未來開展大尺度量子網(wǎng)絡(luò)和量子通信實驗研究,以及開展外太空廣義相對論、量子引力等物理學(xué)基本原理的實驗檢驗奠定了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。該成果以封面文章形式,發(fā)表在今天出版的美國《科學(xué)》 雜志上。
物理學(xué)界有一場著名的百年之爭——玻爾—愛因斯坦論戰(zhàn),這場論戰(zhàn)涉及了量子物理的一系列爭論,而量子力學(xué)的完備性就是其中之一。
量子糾纏被愛因斯坦稱為“鬼魅般的超距作用”。通俗地說,兩個處于糾纏狀態(tài)的量子就像有“心靈感應(yīng)”,無論相隔多遠(yuǎn),一個量子狀態(tài)變化,另一個也會改變。量子糾纏分發(fā)就是把一對有“感應(yīng)”的量子分置于兩地。通過觀察兩個點的統(tǒng)計測量結(jié)果,可以驗證量子力學(xué)的完備性。同時,利用量子糾纏所建立起的量子信道,也是構(gòu)建量子信息處理網(wǎng)絡(luò)的基本單元。
由于量子糾纏十分脆弱,以往的量子糾纏分發(fā)實驗只停留在百公里的距離。2003年,潘建偉團(tuán)隊提出利用衛(wèi)星進(jìn)行遠(yuǎn)距離量子糾纏分發(fā)的方案。衛(wèi)星于2016年8月16日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,并被命名為“墨子號”。經(jīng)過四個月的在軌測試,2017年1月18日衛(wèi)星正式交付開展科學(xué)實驗。星地量子糾纏分發(fā)作為衛(wèi)星的三大科學(xué)實驗任務(wù)之一,是國際上首次在空間尺度上開展的量子糾纏分發(fā)實驗。
“墨子號”量子科學(xué)實驗衛(wèi)星過境時,同時與青海德令哈站和云南麗江站兩個地面站建立光鏈路,量子糾纏光子對從衛(wèi)星到兩個地面站的總距離平均達(dá)2000公里。潘建偉說:“這是全球首次在嚴(yán)格的愛因斯坦定域性下完成的檢驗,可以載入量子力學(xué)發(fā)展的史冊?!?/p>
《科學(xué)》 雜志幾位審稿人稱贊該成果是“兼具潛在實際現(xiàn)實應(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“絕對毫無疑問將在學(xué)術(shù)界和廣大的社會公眾中產(chǎn)生非常巨大影響”。
“這是一個巨大的成就,”加拿大滑鐵盧大學(xué)物理學(xué)家托馬斯·詹內(nèi)懷恩說,“他們很早就有了這個大膽超前的想法,并最終把它實現(xiàn)了?!?/p>
?。ㄔd于《文匯報》 2017-06-17 01版)
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