中國科學家利用“墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星，在國際上率先實現(xiàn)千公里級的量子糾纏分發(fā)，證明這種令愛因斯坦都感到困惑的“遙遠地點間的詭異互動”在這樣大的尺度上依然存在。 =[_=y=G  
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世界首顆量子衛(wèi)星“墨子號”首席科學家、中國科學院院士潘建偉說，這是首次實現(xiàn)空間尺度嚴格滿足“愛因斯坦定域性條件”的量子力學非定域性檢驗，為未來開展大尺度量子網(wǎng)絡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。 NC@L,)F  
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6月16日國際權威學術期刊《科學》雜志以封面論文的形式刊登了中國科學家在空間量子物理研究方面取得的重大突破。 H;DCkVL  
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“幽靈作用”：世紀爭論 q0sdL86  
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量子糾纏是量子物理中一個最深遠和最令人費解的現(xiàn)象，被愛因斯坦稱為“鬼魅般的超距作用”，它是兩個（或多個）粒子共同組成的量子狀態(tài)，無論粒子之間相隔多遠，測量其中一個粒子必然會影響其它粒子。 h85kQ^%  
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盡管是量子力學的創(chuàng)始人之一，但愛因斯坦不相信存在“遙遠地點間的詭異互動”，他認為量子力學對客觀世界的描述是不完備的，量子力學一定還有某些因素尚待發(fā)現(xiàn)。然而量子力學的另一位創(chuàng)始人——玻爾認為量子力學沒有問題，這種奇異現(xiàn)象是存在的。20世紀二三十年代，量子力學就在他們的爭論中發(fā)展起來。 {e]ktj#+{  
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到底哪一方理論正確，需要實驗來檢驗。 b fj]Q  
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20世紀60年代，愛爾蘭物理學家貝爾原本支持愛因斯坦的觀點，他設計出一個數(shù)學公式，也就是貝爾不等式，提供了用實驗在玻爾與愛因斯坦不同觀點之間做出判決的機會。目前科學家所進行的所有實驗都支持玻爾一方的觀點。 cqd}.D  
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然而，目前的實驗還存在漏洞。此外，量子糾纏在更遠的距離上是否仍然存在？會不會受到引力等其它因素的影響？潘建偉說，這些基本物理問題的驗證都需要實現(xiàn)上千公里甚至更遠距離的糾纏分發(fā)；另一方面，要實現(xiàn)廣域的量子網(wǎng)絡也自然要求遠距離的糾纏分發(fā)。 'nQQqx%v  
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潘建偉說，由于量子糾纏非常脆弱，會隨著光子在光纖內或者地表大氣中的傳輸距離而衰減，以往的量子糾纏分發(fā)實驗只停留在百公里的距離。 ^.gBHZ  
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他說，理論上有兩種途徑可以擴展量子糾纏分發(fā)的距離。一種是利用量子中繼，盡管量子中繼的研究在近些年已取得了系列重要突破，但是目前仍然受到量子存儲壽命和讀出效率等因素的嚴重制約而無法實際應用于遠程量子糾纏分發(fā)。另一種是利用衛(wèi)星，因為星地間的自由空間信道損耗小，在遠程量子通信中比光纖更具可行性，結合衛(wèi)星的幫助，可以在全球尺度上實現(xiàn)超遠距離的量子糾纏分發(fā)。 !,Uzt1K:  
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“墨子號”：世界首次空間尺度實驗 E{8-VmY  
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潘建偉團隊早在2003年就提出了利用衛(wèi)星實現(xiàn)遠距離量子糾纏分發(fā)的方案，隨后于2005年在國際上首次實現(xiàn)了水平距離13公里的自由空間雙向量子糾纏分發(fā)。2010年，該團隊又在國際上首次實現(xiàn)了基于量子糾纏分發(fā)的16公里量子態(tài)隱形傳輸。 ;N?raz2mEi  
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2011年底，中科院戰(zhàn)略性先導科技專項“量子科學實驗衛(wèi)星”正式立項。2012年，潘建偉領導的團隊在青海湖實現(xiàn)了首個百公里的雙向量子糾纏分發(fā)和量子隱形傳態(tài)，充分驗證了利用衛(wèi)星實現(xiàn)量子通信的可行性。 .~AQxsGH  
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中國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，聯(lián)合中科院上海技術物理研究所王建宇研究組、微小衛(wèi)星創(chuàng)新研究院、光電技術研究所、國家天文臺、紫金山天文臺、國家空間科學中心等經(jīng)過艱苦攻關，克服種種困難，最終研制成功了“墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星。衛(wèi)星于2016年8月16日在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空。星地量子糾纏分發(fā)是衛(wèi)星的三大科學實驗任務之一。