中国科学家默默做的这件事

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2017-06-18 19:04:07

6月15日发布的美国《科学》杂志封面上,“墨子号”从星空向地面发出两道光,宛如两条长腿向前迈出一大步,这也象征着量子通信向实用领域迈出一大步。



文章中写道,中国首次实现了从太空到地面的长距离光子运输。科学家们通过“墨子号”分别向青海德令哈站和云南丽江站发射光子,两个地面站相距1203公里。这远远打破了143公里的传输记录。



杂志称,中国科学家首次实现的千公里级量子纠缠是“一项里程碑式的研究”、“毫无疑问将在学术界和广大社会公众中产生巨大影响”。



众多外媒转发报道了这一消息。《自然》杂志网站以“中国量子卫星最新实验扫清最大阻碍”为标题进行报道。



英国广播公司网站则在标题中写道,“中国量子卫星取得跨越式进展”。文章表示,这项实验的成功,使得“墨子号”,这架以中国古代哲学家命名的卫星的意义愈发凸显出来。



量子纠缠是一种奇特的量子力学现象。两个处于纠缠状态的量子无论相隔多远,一个量子变化必然导致另一个量子的连锁反应。


▲处于纠缠状态的两个量子不论相距多远,都存在一种关联。

研究人员一直想要远距离内实现量子纠缠。但是,质子在穿越空气和光纤时,会被分散、吸收,量子纠缠的距离一直无法得到突破。

传统的通信卫星使用无线电波传输信号,而量子通信卫星使用的则是一种结晶体,这种结晶体可以产生一对相互纠缠的光子。这对光子即使相距遥远,其属性仍然会纠缠在一起,而信号就能通过操作这些属性来传输。

这是一种全新的通信方式,做任何手脚都会被察觉出来。正因如此,利用量子通信沟通的双方可以放心地进行秘密交流,而不需要担心被窃听。

这次,中国科学家在三个量子通信地面站间,利用“墨子号”实现了量子纠缠,每个地面站间都相距1000公里以上,实验结果严格满足“爱因斯坦定域性条件”的量子力学非定域性检验。

这项实验的成功,使得安全通信成为可能,也为未来展开更大尺度的实验奠定基础。

▲“墨子号”发射升空

去年8月份,中国成功发射全球首颗量子通信卫星“墨子号”。研究人员希望,通过这颗卫星,利用量子技术将信息从太空传输到地球。这种技术被认为是最安全的、最不容易被“黑”的一种通信方式,很多国家的科学家们都在研究。



但是,来自外界的质疑从未平息。发射前,就有人质疑中国的量子卫星能否工作。还有学者认为中国发射的动机之一是要与美国抗衡。美国国防部还曾警告,量子通信技术能让中国在未来某一刻危机发生时,杜绝竞争对手动用任何太空装备的可能。

不过,有美国媒体曾指出,美国对中国在量子技术上领先所展现的态度,是傲慢的表现。

实际上,来自加拿大、日本、意大利、新加坡等国的研究人员都有透露,有在太空中进行量子实验的计划,包括一个提议在国际空间站进行实验的计划。

而在过去两年间,中国的研究人员一直在试验,以证实在远距离内,量子纠缠是可以实现的。在他国还在对中国的实验

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