中國「墨子號」量子衛星在世界上首次實現千公里量級量子糾纏

新華社6月16日消息，科學家15日（當地時間）在美國《科學》雜誌上報告說，「墨子號」量子衛星在世界上首次實現千公里量級的量子糾纏，這意味著量子通信向實用邁出一大步。

這一消息目前登上了「自然科學」網站（www.nature.com）的頭條，並使外國專家感到震驚。此前的量子傳輸距離紀錄是144公里。

報道稱，量子衛星克服了超安全通信的主要障礙。量子衛星探針實現了創紀錄的遠距離量子糾纏，這能夠實現基於量子技術下的數據加密傳輸。發射后僅僅數月，世界上首顆量子通信衛星就已經達到了它最具雄心的目標之一。

研究人員《科學》雜誌發表報告稱，通過兩個地面站點和衛星之間發射量子，他們在千公里級別上距離實現了量子糾纏。這一技術是未來絕對安全的量子通信技術的基礎技術。參與這次實驗的兩個地面站分別是青海德令哈站和雲南麗江高美古站，兩站距離1203公里。

這次重要實驗是在去年年底完成的，而此前的傳輸距離紀錄為144公里。而「墨子」號衛星是2016年8月發射的。

研究團隊每晚只有5分鐘的時間窗口，此時衛星軌道高度大約500公里，其信號能夠同時被兩個地面站接收。在衛星發射伊始，他們就已經能夠實現每秒進行一次量子糾纏，這一速率比他們預期快了10倍。

「墨子」團隊負責人潘建偉表示，他們已經開始實驗運用量子糾纏技術創建密鑰，以實現天地間的信息瞬時傳輸。不過潘建偉說，暫時並不准備對外公布實驗結果。

外國專家震驚

加拿大卡爾加里大學物理學家沃夫岡·迪塔爾（Wolfgang Tittel，領導另一量子研究團隊）表示，「我已經被團隊的結果震驚了，我個人之前看到量子衛星發射后，並不確定能獲得什麼結果」，也不確定他們是否能用它實現技術突破。

與潘建偉團隊相比，加拿大的量子加密和科學衛星團隊採取了較為簡單的實驗方法，他們在地面製造量子糾纏，並將其發射到衛星上。他們上周發表文章稱，成功將量子發射到了10公里高空的飛行器上。

加拿大滑鐵盧大學（the University of Waterloo）量子項目成員托馬斯·詹內懷恩（Thomas Jennewein）表示，他們的團隊以及世界上的其他團隊現在正在追趕團隊，「很明顯他們是量子衛星的世界領跑者。」

潘建偉說，目前主要的挑戰是，如何在白天，光量子非常多的情況下，分辨並接收到量子衛星的信號，以實現量子通信。

潘建偉表示，除了量子密鑰和通信實驗之外，他們還將運用「墨子號」測試重力對於量子糾纏形態的影響。他們還將在兩年內發射另一顆量子衛星。其他同事認為這個想法太雄心勃勃了，因為這意味著兩套在太空中的量子發射系統，可能實現宇宙中的量子糾纏。

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