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益耳山

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中国量子通信技术震惊世界  

2017-06-19 20:44:35|  分类: 科技 |  标签: |举报 |字号 订阅

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近日,中国科学技术大学研究团队,联合中科院上海技术物理研究所、微小卫星创新研究院等机构,利用“墨子号”量子科学实验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,即一对光子从卫星上同时发往青海德令哈和云南丽江两个地面实验站,纠缠光子到达两个地面站之后,发现量子纠缠特性在1200公里尺度上仍然存在,满足“爱因斯坦定域性条件”的量子力学非定域性检验。

这一史诗级实验成果,“墨子号”登上了《科学》杂志封面,并称赞该成果是“兼具潜在实际现实应用和基础科学研究重要性的重大技术突破”。

量子是微观世界里最小的、不可分割的基本单位。所谓量子纠缠就是无论相隔多远,两个量子状态就像双胞胎有心电感应一般,一个状态发生了变化,另一个也会改变,不管两人距离多远,千公里量级或者更远,只要当其中一个人的状态发生变化时,另一个人的状态也会跟着发生一样的变化。这种状态被爱因斯坦称为“鬼魅般的超距作用”。而纠缠分发就是指把一对具有“心电感应”的两个纠缠粒子分别发送到距离很远的两个点,通过观察两个点的结果验证量子力学的非定域性存在。这对保密通信领域来说是最好不过的,而在此基础上的量子通信技术也被誉为信息安全的“终极武器”。

  科学家希望,利用量子纠缠这一特性实现远距离通信。在此之前,中国科学家已经可以在地面实现百公里级别的量子通信,而此次中国“墨子号”量子卫星将量子纠缠分发的世界纪录提高了一个数量级至千公里级别。从百公里级到千公里级,中国量子卫星的成就,让量子通信向实用化迈进了一大步,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覆盖全球的广域量子保密通信。

据了解,除量子纠缠分发实验外,“墨子号”量子科学实验卫星的其他科学任务,包括高速星地量子密钥分发、地星量子隐形传态等也在紧张顺利的进行中,预计今年会有更多科学成果陆续发布。

量子保密通信技术已经从实验室演示走向产业化。在城市里,通过光纤建构的城域量子网络通信已经开始尝试实际应用,我国在城域光纤量子通信方面已取得了国际领先的地位。除了“墨子号”量子科学实验卫星之外,今年3月,全球首条量子通信商用沪杭干线正式全线接通,将实现沪杭两地间的量子安全级别语音电话、视频电话、文件传输业务。

  

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