中國實(shí)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(bào)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(shí)現(xiàn)了創(chuàng)紀(jì)錄的遠(yuǎn)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(dá)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(bào)告稱，通過兩個(gè)地面站點(diǎn)和衛(wèi)星之間發(fā)射量子，他們在千公里級別上距離實(shí)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(shí)驗(yàn)的兩個(gè)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(shí)現(xiàn)千公里級量子糾纏 一步千里世界跨越

這次重要實(shí)驗(yàn)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(tuán)隊(duì)每晚只有5分鐘的時(shí)間窗口，此時(shí)衛(wèi)星軌道高度大約500公里，其信號能夠同時(shí)被兩個(gè)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(jìn)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(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人潘建偉表示，他們已經(jīng)開始實(shí)驗(yàn)運(yùn)用量子糾纏技術(shù)創(chuàng)建密鑰，以實(shí)現(xiàn)天地間的信息瞬時(shí)傳輸。不過潘建偉說，暫時(shí)并不準(zhǔn)備對外公布實(shí)驗(yàn)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(tuán)隊(duì))表示，“我已經(jīng)被中國團(tuán)隊(duì)的結(jié)果震驚了，我個(gè)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(shí)現(xiàn)技術(shù)突破。

與潘建偉團(tuán)隊(duì)相比，加拿大的量子加密和科學(xué)衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)采取了較為簡單的實(shí)驗(yàn)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(xiàng)目成員托馬斯·詹內(nèi)懷恩(Thomas Jennewein)表示，他們的團(tuán)隊(duì)以及世界上的其他團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正在追趕中國團(tuán)隊(duì)，“很明顯他們是量子衛(wèi)星的世界領(lǐng)跑者。”

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(shí)現(xiàn)量子通信。

潘建偉表示，除了量子密鑰和通信實(shí)驗(yàn)之外，他們還將運(yùn)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(gè)想法太雄心勃勃了，因?yàn)檫@意味著兩套在太空中的量子發(fā)射系統(tǒng)，可能實(shí)現(xiàn)宇宙中的量子糾纏。