墨子号将让量子通信“绝对安全”

  我国利用“墨子号”量子卫星在国际上率先成功实现了千公里级的星地双向量子纠缠分发。

  中国科学技术大学潘建伟教学及其共事彭承志等组成的研究团队昨日发布,在中国科学院空间迷信策略性先导科技专项的支持下,利用“墨子号”量子科学实验卫星在国际上率先胜利实现了千公里级的星地双向量子纠缠分发,并于此基础上实现了空间尺度下严格知足“爱因斯坦定域性条件”的量子力学非定域性检验,在空间量子物理研究方面获得重大打破。国际威望学术期刊《科学》以封面论文的情势发表了该成果,审稿人称该成果是“兼具潜在实际利用和基础科学研究重要性的重大技术冲破”。

  以往实验只停留在百公里距离

  量子纠缠被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”,它是两个或多个粒子独特组成的量子状态,无论粒子之间相隔多远,测量其中一个粒子必然会影响其他粒子,这种“心灵感应”似的神秘关系被称为量子非定域性,爱因斯坦称其为“鬼魅般的远距作用”。

  量子纠缠所体现的非定域性是量子力学最神奇的景象之一,以往国际学界的量子纠缠散发实验只停留在百公里的间隔。量子纠缠在更远的距离上是否依然存在?会不会受到引力等其余因素的影响?中科大潘建伟等人组成的团队结合中科院上海技巧物理研讨所王建宇研究组等,应用“墨子号”量子卫星进行了实验验证。

  此次两个站相距1200公里

  “墨子号”卫星过境时,同时与青海德令哈站跟云南丽江站两个地面站建破光链路,以每秒1对的速度在地面超过1200公里的两个站之间树立量子纠缠。在封闭局域性破绽和丈量抉择漏洞的前提下,取得的试验成果以4倍尺度偏差违反了贝尔不等式,即在千公里的空间标准上也存在心灵感应,实现了严厉满意“爱因斯坦定域性条件”的量子力学非定域性测验。

  据先容,这一主要成果为将来开展大尺度量子网络和量子通信实验研究以及发展外太空狭义绝对论、量子引力等物理学基本原理的实验检验奠定了牢靠的技术基本。

  有多灾:

  相称于从万米高空往地面存钱罐抛硬币

  中国“墨子号”量子卫星从星空中向地球发出的两道光束,再次震撼了寰球科技界。

  这到底是什么神奇的成果,引发全球关注?从以往百公里级到千公里级,“墨子号”将量子纠缠分发的世界纪录进步了一个数目级,被《科学》杂志誉为里程碑式造诣。

  “一步千里”,对目前已有的惯例通讯方法来说并不稀罕,然而在量子通信范畴却常见而可贵。

  以往因为不量子卫星,海内外量子通信地面实验传输距离一直停留在一百公里量级。由于量子地面传输无论通过光纤或大气都有较大信号损耗。改用卫星从太空中分发,可以大幅缩小信号衰减。这种方式对精度请求极高,比如从万米高空的飞机上扔下一连串硬币,在地面上用存钱罐接住,地位、角度、接受次序需丝绝不差。

  从百公里级到千公里级,中国量子卫星的成绩,让量子通信向适用化迈进了一大步,并从技术上验证了构建全球量子通信网络的可行性。未来,利用卫星的中转,甚至可以实现地面上相距数千公里甚至笼罩全球的广域量子保密通信。

  本次实验结果,也是量子通信向信息保险“最终兵器”方向迈出的历史性步调。在量子保密通信中,因为量子的不可宰割、不可克隆和测不准的特征,所以一旦存在窃听就必定会被发送者觉察并躲避。

  科普:

  量子和量子纠缠分发

  量子:物理学中常用到量子概念,它是形成物资的基础单元,是能量的最根本携带者,不可再分割。

  量子纠缠:这是一种奇异的量子力学现象,处于纠缠态的两个量子不管相距多远都存在一种关联,其中一个量子状态发生转变(比方人们对其进行观测),另一个的状态会刹时产生相应改变。这种“心灵感应”似的神秘关联被称为量子非定域性,爱因斯坦称其为“鬼魅般的远距作用”。

  纠缠光子:光子也是一种量子,处于纠缠状况的光子被称为纠缠光子。

  纠缠分发:就是把制备好的两个纠缠量子分辨发送到相距很远的两个点,通过察看两个点的测量结果是否合乎贝尔不等式来检修量子纠缠的存在。这是验证远距离量子力学准确性和实现广域量子网络必不可少的手腕。

  贝尔不等式:这是1964年由物理学家约翰?贝尔提出的一个数学不等式,在经典物理学中成立,但在量子力学中不成立,这能够验证量子力学实践。固然从前已有大批实验支撑量子力学,然而这些实验设计都存在漏洞。通过无漏洞的实验来检验贝尔不等式,始终是国际物理学界竞争最剧烈的挑衅之一。

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