「墨子」完成首次千公里量級量子糾纏分發

據之聲新聞和報紙摘要欄目6月17日報道，科學家在空間量子物理研究方面取得重大突破，利用「墨子號」量子科學實驗衛星在國際上率先實現千公里級的量子糾纏分發。

量子糾纏指的是兩個（或多個）粒子共同組成的量子狀態，無論粒子之間相隔多遠，測量其中一個粒子必然會影響其它粒子，但是由於量子糾纏非常脆弱，會隨著光子在光纖內或者地表大氣中的傳輸距離而衰減，以往的量子糾纏分發實驗只停留在百公里的距離。

2016年11月28日，在河北興隆觀測站，「墨子號」量子科學實驗衛星過境（合成圖片）

中科院院士、科學技術大學教授潘建偉研究團隊利用「墨子號」量子科學實驗衛星，在國際上率先成功實現了千公里級的星地雙向量子糾纏分發。

潘建偉介紹：由於外太空沒有衰減和退相干，正因為有這麼好的一個技術的進步之後，我們首次實現了空間尺度的能夠嚴格滿足愛因斯坦定性條件的量子力學規律性檢驗。潘建偉還介紹：「有了這個技術之後，它本質上是有兩個潛在的應用，第一個應用呢將來因為在大尺度的量子網路裡面、和量子通信實驗裡面啊這樣一種技術呢都是非常必要的。同時，因為有了這個技術，我們就可以在外太空開展量子非定域性的終極檢驗。」

此次實驗中,兩個地面站相距1200公里,衛星到兩個地面站的總距離平均為2000公里。圖為示意圖

這次完成的星地量子糾纏分發僅僅是「墨子」衛星的三大科學實驗任務之一。潘建偉還透露：我們高速星地量子密鑰分發的實驗（通俗的說，天地間的信息瞬時傳輸的技術基礎就是這個——小編注）和地星量子隱形傳態的科學實驗任務進展順利，預計會在今年稍後的會有更多的科學成果發布。

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（2016年8月16日） ，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。

研究人員發表的論文稱（國際權威學術期刊《科學》雜誌封面論文），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。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。

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。

墨子號衛星

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。

雖然現在潘建偉的團隊已經是世界領先，但是他們還有嚴重的危機感。他舉例說，目前的貝爾不等式實驗都還沒有終極意義上關閉光的自由意志選擇漏洞，也就是所謂「產生隨機數的機器會否早已串通」的猜疑。科學家們的設想是超越每秒30萬公里的光速，在足夠遠的地方，讓擁有自由意志的「人」來完成實驗。

這篇文章小編真是儘力了，看不懂的地方太多了，還是原諒我吧！