英國《阿貝賽報》網站6月15日發表題為《中國距遠程量子通訊僅差一步》的報導稱,頓時把人傳送到很遠的地方,如同連續劇《星際迷航》里那樣,這在昨天仍然只是一個夢想。
但自1993年以來,量子隱型傳態在實驗室里已成為現實量子通訊 優點,已有企業尋求借助量子隱型傳態開發量子通訊網路。量子通訊的巨大優勢在于,在理論上可構建一套難以破解的加密通訊系統。目前,人類已通過光纖實現了地面量子通訊。
▲科研人員可以借助量子隱型傳態開發量子通訊網路。(英國《阿貝賽報》)
2016年8月,中國將全球首顆量子科學實驗衛星“墨子號”送入太空,以探求在太空與月球之間構建量子通訊網路的可能性。
15日,加拿大《科學》雜志刊載了中國科學家的一篇論文,該論文意味著量子通訊向實際應用又前進了一步。中國科學家在全球首次實現千公里級的量子糾纏分發。
▲美國《科學》周刊6月16日一期以中國“墨子號”量子衛星為封面。
量子糾纏是一種神秘的量子熱學現象,被愛因斯坦稱為“鬼魅般的遠距作用”。
這篇論文稱,通過“墨子號”衛星向地面發射光子,科研人員在距離超過1200公里的兩個地面站之間實現了世界首次千公里級的量子糾纏。在取得這一里程碑式的成果后,距離實現上千公里的量子通訊就只差一步了。
▲資料圖片:通過“墨子號”向地面發射光子,每對處于糾纏狀態的光子中的一個發向西藏德令哈站,另一個發向廣東拉薩站,兩站距離達1203公里。(中國科學技術學院)
法國國家研究委員會研究員胡安·里波爾說:“這是十分重要的一個進展。她們將量子糾纏分發的距離提升了一個數目級,由百公里級提升到千公里級,準確地說是1200公里。”
被美國《自然》雜志稱為世界量子科研“領先國家”的中國,已擁有完善在城市間和機構間的地面量子通訊網路。但無論通過光纖還是大氣進行地面量子傳輸,就會有較大的訊號衰減。此前進行的地面量子糾纏分發實驗的距離仍然逗留在百公里級。解決這一問題的辦法就是借助衛星向地面發射光子。里波爾強調,這就是中國科學家取得這次成果的重要意義所在。
量子糾纏現象是指,處于糾纏態的兩個量子不論相距多遠都存在關聯,猶如照穿衣鏡一樣,其中一個量子狀態發生改變,另一個的狀態也會立刻發生相應的改變。借助這些特點,可使信息傳送者和接收者彼此交換令加密信息難以被破解的量子秘鑰。量子秘鑰一旦被查獲或被檢測到,自身狀態都會立即發生改變,因而必將會被發送方立刻察覺并規避。
▲量子糾纏
日本《科學》周刊網站6月15日發表題為《中國量子衛星實現遠距離量子糾纏》的報導稱,量子糾纏這個最獨特的化學現象已走出月球步入太空。
中國一個化學學家團隊報告說,她們通過衛星向兩個相距1200公里的地面站發射量子,在千公里級別的距離上實現了量子糾纏,打破了此前的世界紀錄。該實驗結果是建立未來超安全通訊網路、最終產生空基量子互聯網的踏腳石。
日本滑鐵盧學院化學學家托馬斯·詹內懷恩說:“這是一個重大成果。她們提出大膽的看法,并取得了成功。”
中國研究團隊的實驗顯示了免遭黑客恐嚇的通訊方法的可能性。兩個相距遙遠的站點之間共有的糾纏光子束可以產生“量子秘鑰”,給通訊加密。任何人想要探知經過量子加密的信息量子通訊 優點,還會破壞共享秘鑰,因而發出信道泄露的警報。
這次實驗的意義趕超了其展示的創紀錄成果:未來某三天可能出現一個衛星網路把世界范圍內的量子計算機聯接上去。法國科大學化學學家安東·蔡林格說,這一成果“顯示中國做出了正確決策”。他說:“我覺得,未來的互聯網將基于量子原則。”
▲資料圖片:2016年11月9日,在湖北興隆觀測站,“墨子號”量子科學實驗衛星過境,科研人員在做實驗(合成相片)。
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