中國墨子號(hào)衛(wèi)星首次實(shí)現(xiàn)1200公里量子糾纏
在量子加密通信的研究領(lǐng)域,如何長(zhǎng)距離傳輸糾纏光子一直是個(gè)很大的難題。不過最近我國的科學(xué)家們,利用去年八月發(fā)射的墨子號(hào)量子衛(wèi)星,在這件事上取得了一些突破。研究者們成功從太空中,往相距約 1200 公里的云南麗江和青海德令哈地面站發(fā)送了糾纏光子對(duì)。 去年年底的某個(gè)晴朗的夜晚,一個(gè)綠色的星點(diǎn)出現(xiàn)在中緬邊界的地平線附近。正在麗江郊外觀測(cè)站的物理學(xué)家,中國科技大學(xué)教授陸朝陽觀測(cè)到了這一現(xiàn)象,他說:“這很像一個(gè)非常明亮的綠色星體! 陸教授和他的同事們必須趕快采取行動(dòng)。因?yàn)槟莻(gè)綠色星體其實(shí)是來自于 300 英里上空正在運(yùn)行的衛(wèi)星發(fā)出的一道激光,它就像一個(gè)燈塔預(yù)示著太空飛行器的位置。激光點(diǎn)在空中快速移動(dòng)著,10 分鐘后就會(huì)消失在地平線中。所以這個(gè)由中國的多個(gè)科學(xué)機(jī)構(gòu)研究者組成的團(tuán)隊(duì),正在用望遠(yuǎn)鏡緊緊盯著這道綠光,努力捕捉著其中最重要的東西:這個(gè)衛(wèi)星上由特殊晶體制造的一種微妙的單一紅外光子。最終他們過濾掉綠光,鎖定了他們的“獵物”——一個(gè)過去從未發(fā)出射過的量子信號(hào)。 這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)是量子密碼這種新技術(shù)中的一次關(guān)鍵測(cè)試。量子密碼就是像光子這樣的量子傳輸安全信息的技術(shù)。但是眾所周知,脆弱的量子不易進(jìn)行傳遞,如果你試圖利用光纖來傳遞它們,超過 150 英里后,信號(hào)就會(huì)失效,這種性質(zhì)使得量子密碼在全國或者世界范圍內(nèi)傳遞消息時(shí)起不到什么作用。 所以科學(xué)家們一直在研究如何利用衛(wèi)星來進(jìn)行長(zhǎng)距離的量子傳送。但是在此之前,還沒有人做到如此遠(yuǎn)的距離。在這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中,中國科學(xué)家在兩個(gè)相距 750 英里的地面站點(diǎn)和衛(wèi)星之間傳遞單一光子,創(chuàng)造了距離最遠(yuǎn)的新記錄(兩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)。參與這項(xiàng)工作的巴黎量子計(jì)算中心副主管 Eleni Diamanti 說:“這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)擴(kuò)展遠(yuǎn)距離量子溝通網(wǎng)絡(luò)來講擁有里程碑式的意義,這毫無疑問! |