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「墨子號」登上《科學》雜誌封面 被譽為「里程碑式成就」

「墨子號」登上《科學》雜誌封面 被譽為「里程碑式成就」

原標題:「墨子號」登上《科學》雜誌封面 被譽為「里程碑式成就」

2017年6月17日訊,科學技術大學潘建偉教授及其同事彭承志等組成的研究團隊16日宣布,在科學院空間科學戰略性先導科技專項的支持下,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,並於此基礎上實現了空間尺度下嚴格滿足「愛因斯坦定域性條件」的量子力學非定域性檢驗,在空間量子物理研究方面取得重大突破。

國際權威學術期刊《科學》以封面論文的形式發表了該成果,審稿人稱該成果是「兼具潛在實際應用和基礎科學研究重要性的重大技術突破」。

「墨子號」衛星過境時,同時與青海德令哈站和雲南麗江站兩個地面站建立光鏈路,以每秒1對的速度在地面超過1200公里的兩個站之間建立量子糾纏。在關閉局域性漏洞和測量選擇漏洞的條件下,獲得的實驗結果以4倍標準偏差違背了貝爾不等式,即在千公里的空間尺度上實現了嚴格滿足「愛因斯坦定域性條件」的量子力學非定域性檢驗。

據介紹,這一重要成果為未來開展大尺度量子網路和量子通信實驗研究以及開展外太空廣義相對論、量子引力等物理學基本原理的實驗檢驗奠定了可靠的技術基礎。

從百公里級到千公里級,量子衛星的成就,讓量子通信向實用化邁進了一大步,並從技術上驗證了構建全球量子通信網路的可行性。未來,利用衛星的中轉,甚至可以實現地面上相距數千公里甚至覆蓋全球的廣域量子保密通信。本次實驗成果,也是量子通信向信息安全「終極武器」方向邁出的歷史性步伐。

關於「量子糾纏」

量子糾纏被愛因斯坦稱為「鬼魅般的超距作用」,無論粒子之間相隔多遠,測量其中一個粒子必然會影響其他粒子,這被稱為量子力學非定域性。但由於量子糾纏非常脆弱,以往國際學界的量子糾纏分發實驗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?中科大潘建偉等人組成的團隊聯合中科院上海技術物理研究所王建宇研究組、微小衛星創新研究院等,利用「墨子號」量子科學實驗衛星進行了實驗驗證。

關於「一步千里」

量子衛星此次實現的就是「千里之外」的「鬼魅感應」。從以往百公里級到千公里級,「墨子號」將量子糾纏分發的世界紀錄提高了一個數量級,被《科學》雜誌譽為里程碑式成就。「一步千里」,對目前已有的常規通信方式來說並不稀奇,然而在量子通信領域卻罕見而珍貴。因為量子地面傳輸有較大信號損耗。改用衛星從太空中分發,可以大幅縮小信號衰減。這種方式對精度要求極高,好比從萬米高空的飛機上扔下一連串硬幣,在地面上用存錢罐接住,位置、角度、接收順序需絲毫不差。據新華社

衛星實現千公里級量子糾纏分發 被譽為「里程碑式成就」)

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