量子通信再獲進展，竟然把愛因斯坦的願望整落空了~

量子通信改變生活！

這幾天，科技界整了一場大事！包括著名理論物理學家，諾貝爾物理學獎獲得者楊振寧等在內的30餘位科學院院士與數十位知名學者齊聚南開大學，參加由南開大學陳省身數學研究所舉辦的物理前沿會議，慶祝理論物理研究室成立30周年。

這陣仗！這麼多泰斗級的人物~~~

背景

量子這個概念，最早是由德國科學家普朗克在1894年提出的。

一直到上世紀九十年代，在這個領域的實驗研究還幾乎是一片空白。正因如此，年僅26歲潘建偉在1996年留學奧地利，學習量子信息實驗技術。

眾所周知，楊振寧先生對物理學的貢獻絕對是大師級別。在那時年代，絕對算得上是潘建偉心中的偶像和榜樣。

這不報告一開始，就連潘建偉自己都說：「在楊振寧等老一輩物理學家的指導幫助下，走向科研之路的歷程」。

「上帝是否擲骰子」，這個困擾過愛因斯坦的量子物理核心奧秘同樣讓潘建偉常常凝神思索，在他眉宇間刻出兩道深深的溝痕。於是在他第一次見到導師蔡林格教授時，他就勵志要在建立一個世界一流的量子實驗室。

在這段長達20年的時間裡，經歷過許多曲折，但每一步都走得非常踏實。

2001年，潘建偉回國組建實驗室。那個時候他才31歲，同幾個20歲出頭的彭承志、陳宇翱、張強博士，整整一年，大家常常睡在實驗室里，幾乎沒日沒夜地搭設備。

功夫不負有心人。潘建偉說，回想起1997年，他剛開始在國內呼籲發展量子信息的時候，「曾受到很多質疑」。但在20年的時間裡，他帶領的團隊一步步接近一個夢想——讓的量子科學走在世界前沿。

成果

量子通信的不可分割和不可復使其安全性牢不可破。

除了這些，在這場報告中，潘建偉還分享了他和他的團隊在光量子信息處理、超冷原子方向的研究進展，尤其是世界首顆量子衛星「墨子號」的最新成果。

去年8月16「墨子」號衛星發射升空，目前已經完成了量子密鑰分發、量子糾纏分發、量子隱形傳態三大任務目標，光這個就甩髮達國家好幾條街的距離，世界領先那自然是當之無愧。

潘建偉說：「『墨子號』量子科學實驗衛星發射，完成高速星地密鑰分發、實現空間尺度量子非定域性檢驗的星地糾纏分發等任務；同時，團隊也完成了1200公里距離的量子分發，以99.9%的置信度破壞了貝爾不等式。」

這裡有個概念要先搞清楚，什麼是貝爾不等式？貝爾不等式是1964年貝爾提出的一個強有力的數學不等式。某種意義上說，這位高能物理學家的出現結束了愛因斯坦和玻爾之爭而量子力學預言。

貝爾讓一台機器不斷向兩個方向發射一對對糾纏光子，然後隨機沿著不同的角度，分別對糾纏光子的偏振方向進行測量。如果量子力學如愛因斯坦所說，每單次的測量結果並不是完全隨機產生的，而是由某種人們目前還暫時無法理解的所謂「隱變數」操縱，並且一個地點的測量信息即使以光速飛行，也來不及在實驗結束之前影響到另一個地點的測量，那麼實驗結果就會滿足一個不等式，叫做貝爾不等式。如果這個不等式成立，愛因斯坦就贏了。

然而，「墨子號」獲得的實驗結果以99.9%的置信度破壞了貝爾不等式，即在1200公里的空間尺度上再次表明，愛因斯坦的願望落空了。

情到此處是不是應該有掌聲，就連潘建偉院士自己都說，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。

愛因斯坦：我可以想一會靜靜嗎？

規劃

「墨子號」衛星取得了這麼多科學成果，下一步又將作何打算？

潘建偉表示，下一步要實現衛星組網，突破地影區限制，完成高效的全球量子化通信等工作。要將量子通信技術走向實用，同時就引力本身和退相干有聯絡相關模型開展工作。

關注量子衛星的人，一定都忘不了「墨子」與地面四大台站建立星地鏈路時那驚心動魄的一幕：綠色信標光從衛星上投下，紅色信標光自地面站發出，在延時攝影曝光下，全世界都見證了雙方光束精準對接的瑰麗畫面。那陣勢，彷彿古典傳說里，兩位絕世高手正在比拼內力。

試想一下，如果實現了衛星的全球組網，將是一種什麼體驗？

在潘建偉看來，量子通信的應用前景，就像電話的普及過程一樣，將逐步進行，蔚為可觀。「一開始，量子通信可能會應用於國防、金融、政務、科學研究等，之後會在大眾中廣泛應用。」

《自然》周刊就曾報道科學技術大學物理學家陸朝陽的採訪，他說：「如果首顆衛星表現不錯，肯定會發射更多。」若要創建一個連接全世界的通信網路，大約需要部署20顆衛星。

科學院上海技術物理研究所研究員王建宇說，實現量子通信全球組網所需的衛星個數取決於用戶需求和衛星軌道，「如果是在地球同步軌道，理論上有3顆衛星就能覆蓋全球」。他認為從實用角度來說必須要構建由高、中、低軌道衛星組成的量子星座，衛星發送密鑰的時間也將從當前「墨子號」每次過境開展實驗的10分鐘延長到數個小時。

「如果國家支持發射多顆量子通信衛星，那麼有希望到2030年左右，建成全球化的廣域量子通信網路。」潘建偉說。（完）

為祖國有這樣棒的科學家點贊！