中國實現(xiàn)千公里級量子糾纏 一步千里世界跨越

這一消息目前登上了“自然科學(xué)”網(wǎng)站(www.nature.com)的頭條，并使外國專家感到震驚。此前的量子傳輸距離紀(jì)錄是144公里。

報道稱，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(jì)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(biāo)之一。

中國研究人員《科學(xué)》雜志發(fā)表報告稱，通過兩個地面站點和衛(wèi)星之間發(fā)射量子，他們在千公里級別上距離實現(xiàn)了量子糾纏。這一技術(shù)是未來絕對安全的量子通信技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)。參與這次實驗的兩個地面站分別是青海德令哈站和云南麗江高美古站，兩站距離1203公里。

中國實現(xiàn)千公里級量子糾纏 一步千里世界跨越

這次重要實驗是在去年年底完成的，而此前的傳輸距離紀(jì)錄為144公里。而“墨子”號衛(wèi)星是2016年8月發(fā)射的。

研究團隊每晚只有5分鐘的時間窗口，此時衛(wèi)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(wèi)星發(fā)射伊始，他們就已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)每秒進行一次量子糾纏，這一速率比他們預(yù)期快了10倍。

中國“墨子”團隊負(fù)責(zé)人潘建偉表示，他們已經(jīng)開始實驗運用量子糾纏技術(shù)創(chuàng)建密鑰，以實現(xiàn)天地間的信息瞬時傳輸。不過潘建偉說，暫時并不準(zhǔn)備對外公布實驗結(jié)果。

外國專家震驚

加拿大卡爾加里大學(xué)物理學(xué)家沃夫?qū)さ纤?Wolfgang Tittel，領(lǐng)導(dǎo)另一量子研究團隊)表示，“我已經(jīng)被中國團隊的結(jié)果震驚了，我個人之前看到量子衛(wèi)星發(fā)射后，并不確定能獲得什么結(jié)果”，也不確定他們是否能用它實現(xiàn)技術(shù)突破。

與潘建偉團隊相比，加拿大的量子加密和科學(xué)衛(wèi)星團隊采取了較為簡單的實驗方法，他們在地面制造量子糾纏，并將其發(fā)射到衛(wèi)星上。他們上周發(fā)表文章稱，成功將量子發(fā)射到了10公里高空的飛行器上。

加拿大滑鐵盧大學(xué)(the University of Waterloo)量子項目成員托馬斯·詹內(nèi)懷恩(Thomas Jennewein)表示，他們的團隊以及世界上的其他團隊現(xiàn)在正在追趕中國團隊，“很明顯他們是量子衛(wèi)星的世界領(lǐng)跑者?！?/p>

潘建偉說，目前主要的挑戰(zhàn)是，如何在白天，光量子非常多的情況下，分辨并接收到量子衛(wèi)星的信號，以實現(xiàn)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”測試重力對于量子糾纏形態(tài)的影響。他們還將在兩年內(nèi)發(fā)射另一顆量子衛(wèi)星。其他同事認(rèn)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(fā)射系統(tǒng)，可能實現(xiàn)宇宙中的量子糾纏。