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中国科学家这一壮举 让量子互联网成为可能

2017年07月14日 20:06来源:新浪综合

英国《卫报》网站7月12日刊登题为《“传送我吧,斯科蒂!”科学家把光子远传至300英里外的太空》的文章称,虽然《星际迷航》中的科技依然很遥远,但科学家成功测试从地球到太空的远距离量子纠缠,为实现黑客无法入侵的量子互联网带来了希望。

文章称,就像科幻小说里描述的那样,中国科学家们把一个物质从地球传送到300英里(约合493公里)以外的卫星上。

▲资料图片:2016年12月10日,在西藏阿里观测站,“墨子号”量子科学实验卫星过境,科研人员在做实验(合成照片)。▲资料图片:2016年12月10日,在西藏阿里观测站,“墨子号”量子科学实验卫星过境,科研人员在做实验(合成照片)。

文章称,这创造了量子隐形传态的新纪录。量子隐形传态是一种神秘的现象。处于纠缠态的两个量子,其中一个量子状态发生改变,另一个的状态也会瞬时发生相应改变,即实现远距离隐形传态。

科学家们说,这是向创建黑客无法入侵的量子互联网迈出的重要一步。

由中国科学技术大学教授陆朝阳带领的团队在论文中说:“空间尺度上的隐形传态是可以实现的,这有望在未来的分布式量子互联网中发挥关键作用。”

这项工作可能让人联想到斯科蒂在《星际迷航》里传送“企业”号星舰上的人员,但短时间内科学家还不可能实现瞬时把人类传送到一个遥远的地方。隐形传态效应还仅限于量子级别的物体,如基本粒子。

▲在科幻片《星际迷航》里,斯科蒂传送“企业”号星舰上的人员。(英国《每日邮报》网站)▲在科幻片《星际迷航》里,斯科蒂传送“企业”号星舰上的人员。(英国《每日邮报》网站)

在这次实验中,科学家从位于西藏阿里的地面站,向距离地球300英里的中国“墨子号”卫星发射光子。

这项研究旨在证明量子纠缠这种神奇现象。科学家可以利用这一现象,在两个纠缠的粒子之间传输信息。在量子隐形传态中,科学家让第三个粒子与一对粒子中的一个发生纠缠,从而使位于远处的另一粒子,也呈现与第三个粒子相同的状态。

▲BBC量子力学:什么是量子纠缠?

量子隐形传态可以用于建设新型通讯网络,在这种网络内,信息将以纠缠光子的量子态为编码,而不是0和1。其巨大的安全优势是,黑客如果不能干扰光子并揭示它们的存在,就无法测定光子的形态。

英国牛津大学实验物理学教授伊恩·沃姆斯利说,最新的研究成果向着这一目标迈出了了不起的一步。他说:“这证明了该领域已经不再局限于科学家们坐在实验室里思考这些奇怪的现象。量子现象的确是有用的,它可以带来一些重要的新技术。”

上个月,中国的科学家团队证明,他们可以把纠缠的光子从太空发射到地面。而此次实验与之相反:他们把光子从地面发射到恰好从上方经过的卫星上。

科学家们在发表于阿奇夫论文预印本网站的文章中说,他们在32天的时间里,向这颗卫星发射了数以百万计的光子,其中911次实现了隐形传态。

文章称,包括欧洲航天局和加拿大科学家在内的多个团队都在进行类似的量子卫星研究,但最新的研究成果表明,中国在该领域领先。

▲资料图片:2016年8月16日,“墨子号”量子科学实验卫星在酒泉用长征二号丁运载火箭成功发射升空。▲资料图片:2016年8月16日,“墨子号”量子科学实验卫星在酒泉用长征二号丁运载火箭成功发射升空。

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