語音播報
圖為美國《科學》雜志封面。新華社記者 金立旺攝
不難想象,用一個普通的儲蓄罐在旋轉(zhuǎn)中把從500公里高空扔下的硬幣準確接住應該有多難——我國“墨子號”量子衛(wèi)星成功完成的星地雙向量子糾纏分發(fā),就屬于這種超難度的科學實驗。6月16日上午,中國科學技術(shù)大學潘建偉教授領(lǐng)銜的研究團隊發(fā)布成果:“墨子號”實現(xiàn)千公里級量子糾纏分發(fā),首次實現(xiàn)了嚴格滿足“愛因斯坦定域性條件”的量子力學非定域性檢驗。
“很明顯他們是量子衛(wèi)星的世界領(lǐng)跑者?!奔幽么蠡F盧大學量子項目成員托馬斯·詹內(nèi)懷恩盛贊中國科學家的最新進展——當?shù)貢r間16日出版的國際權(quán)威學術(shù)期刊《科學》雜志,以封面論文的形式發(fā)表了中國科學家的成果,托馬斯·詹內(nèi)懷恩是雜志邀請的評價這一成果的專家。國際科學界認為,中國量子衛(wèi)星克服了超安全通信的主要障礙。量子衛(wèi)星探針實現(xiàn)了創(chuàng)紀錄的遠距離量子糾纏,這能夠?qū)崿F(xiàn)基于量子技術(shù)下的數(shù)據(jù)加密傳輸。發(fā)射后僅僅數(shù)月,世界上首顆量子通信衛(wèi)星就已經(jīng)達到了它最具雄心的目標之一。
量子糾纏是奇特的量子力學現(xiàn)象。通俗地說,兩個(或多個)粒子共同組成的量子狀態(tài),粒子之間就像有心靈感應,無論相隔多遠,一個粒子變化,其他粒子也會改變,愛因斯坦稱之為“鬼魅般的超距作用”。但是,如何驗證量子糾纏在更遠的距離上是否仍然存在?會不會受到引力等其他因素的影響?一直是科學家面對的難以逾越的難題。由于受地球環(huán)境與光纖通信質(zhì)量以及量子中繼器技術(shù)進展的限制,潘建偉等中國科學家雖然從本世紀初以來多次創(chuàng)造量子糾纏分發(fā)的“世界紀錄”,但實驗水平也只停留在百公里的距離。
“解決這一問題的一個有效辦法就是利用衛(wèi)星向地面分發(fā)?!迸私▊ブ赋?,作為世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星,“墨子號”星地糾纏分發(fā)的傳輸衰減僅是同樣長度地面光纖衰減的萬億分之一。在中國科學院空間科學戰(zhàn)略性先導科技專項支持下,潘建偉、彭承志團隊聯(lián)合中科院上海技術(shù)物理研究所王建宇研究組、微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院等多家科研機構(gòu),分工合作,攻克難關(guān),成功利用“墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星平臺,實現(xiàn)了人類在空間物理研究的重大突破。
潘建偉介紹,星地量子糾纏分發(fā)實驗,是“墨子號”衛(wèi)星的三大科學實驗任務(wù)之一,其余兩項任務(wù)是高速地星量子密鑰分發(fā)和星地量子隱形傳態(tài)。目前,這三大任務(wù)的在軌數(shù)據(jù)測量均已完成,預計年內(nèi)會有更多成果問世。
(原載于《光明日報》 2017-06-17 01版)
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