技术:中国墨子号卫星实现1200公里量子纠缠 震惊海外专家

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雷锋网推:在量子密码通信的研究行业中，如何进行与光子相关的长距离传输成为一大课题。 但是最近，我国科学家们利用去年8月发射的墨子号量子卫星在这件事上取得了一些突破。 研究者们成功地将光子对与距离宇宙约1200公里的云南丽江和青海德令哈的地面站纠缠在一起。 本文由雷锋网编译。

去年年末的晴朗夜晚，绿星出现在缅边界的地平线附近。 丽江郊外观测所的物理学家，中国科学技术大学的陆朝阳教授观测到了这一现象，说“像一颗非常明亮的绿色之星”。

陆教授和他的同事们不得不赶紧行动。 因为那颗绿星其实是来自在300英里上空运行的卫星的激光，像灯塔一样显示着宇宙飞行器的位置。 激光光斑在空中迅速移动，10分钟后消失在地平线中。 所以，这个由中国很多科学机构的研究者组成的团队，用望远镜紧紧注视着这种绿光，试图捕捉其中最重要的东西。 这颗卫星有由特殊晶体制成的微妙的单一红外光子。 最终他们过滤了绿光，锁定了他们的“猎物”。 从来没有发射过的量子信号。

这个实验是量子密码这项新技术中重要的测试。 量子密码是光子一样的量子传输安全新闻技术。 但是，已知脆弱的量子很难传播，如果想利用光纤进行传播，超过150英里的话信号就会失效，这种性质在量子密码在全国或全球传播消息时没有任何帮助。

科学家们一直在研究如何使用卫星进行长距离量子传输。 但是，在此之前，没有人能制造这么大的距离。 在这个实验中，中国科学家在750英里外的两个地面网站和卫星之间传播单一光子，创造了最远的新记录(两站是青海德令哈站和云南丽江高美古站，两站相距1203公里)。 。 参与这项事业的巴黎量子计算中心的eleni diamanti副主管说:“毫无疑问，这个实验对扩展远距离量子信息表达互联网具有里程碑意义。”

去年8月，在戈壁沙漠酒泉卫星发射中心，中国发射了1亿美元的量子卫星“墨子号”，专门进行了空间级量子实验。 这颗卫星配备了许多复杂的激光系统、反射镜系统和特殊的晶体，激光反射到晶体上就会产生纠缠状态的光子。 晶体一次可以产生6百万对光子，但地面上的两个站点每秒只能检测到大约一对光子。 陆教授说:“这个任务非常有挑战性，就像在300米之外小心头发一样。”

陆教授和同事们认为量子加密技术将是未来的好加密工具。 其机制是首先测量光子的性质，得到由0、1组成的密钥，用这个密钥加密你的消息，发送给特定的接收者。 如果黑客想在传输中窃取这一系列密钥，根据不可测量理论，量子会在偷窃的瞬间改变密钥的数字。 薛定谔的猫，你没注意它的时候，它是出生死的，但注意的话，它会显示它是出生还是死的状态。 同样，由于被盗的黑客会瞬间改变构成密钥的光子的状态，所以理论上这一系列密钥绝对不会被盗(现实的硬件设备并不完美，探测器在检测连续的单一光子时不能很好地发挥作用。 这可能被误解为新闻被盗，黑客也可以通过发射强光来跟踪探测器)。 。

中国的量子卫星发射和这个实验是科研人员长时间努力的结果。 负责这个项目的物理学家、中国科学技术大学教授潘建伟说，卫星实验的开始可以追溯到2003年，他领导的约100人的团队从激光和卫星系统的设计、建设到调整都付出了多年的努力。 第一次，第一次，只是，不，不，不，不，不，不，不，不，不，不，他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们他们地面他们地面他们地面

可以。 但是中国走在业界的前列。 这太棒了。 。

关于乱七八糟的中国量子量子量子，他说“量子，，，”，量子，，，，。 。 。 。 。 。 。 。 他说:“中国政府试图将这种通信技术应用于中国南海的海军战舰，但这种技术的应用还很多。”

另外，其他国家的科学家也进行了同样的实验，但受到很多官僚制度的束缚。 比如diamanti的团队正在等待欧洲空间局关于在国际空间站和欧洲几个地面网站之间传播量子实验申请的回答。 伊利诺伊分校的物理学家保罗kwiat也带领美国队与nasa合作进行了同样的实验。

但是，没有一个国家像中国这样对量子通信有宏伟计划。 陆教授和他的团队计划在新的更远的卫星上实施同样的实验，使量子通信的距离离城市之间更远。 他们试图在中国和奥地利(那里有一点伙伴)之间交换量子密钥。 潘建伟说，中国计划在2030年建立全球量子卫星通信网络。 陆教授说:“我们很幸运，我们的成功多亏了中国政府迅速的决策系统，政治和科学的结合才能取得更多的成果。”