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中国墨子号卫星首次实现1200公里量子纠缠,震惊国外专家 | 雷锋网

时间:2018-06-26 14:48来源:δ֪ 作者: 点击:

中国墨子号卫星首次实现1200公里量子纠缠,震惊国外专家

雷锋网(公用号码):雷锋网按:量子加密通信的研究现状,如何长距离传输纠缠光子一直是个大问题。。但是我国科学家最近,利用去年8月发射的MOS TSE量子卫星,在这件事上取得了一些突破。。研究人员在太空中取得了成功。,彼此距离 1200 KM云南丽江和青海德令哈地面站发送纠缠光子。本文是由雷锋网编写的。。

去年年底一个晴朗的夜晚,一颗绿色的星星出现在中缅边境的地平线附近。。丽江郊外的物理学家,卢朝阳,中国科技大学教授,O,他说:它就像一颗非常明亮的绿色星星。。”

卢教授和他的同事必须尽快行动。。因为那个绿色的星星实际上来自 300 来自移动卫星的激光在英里以上。,它就像一座指示宇宙飞船位置的灯塔。。激光点在空中迅速移动。,10 它将在几分钟内消失在地平线上。这是来自Chi多家科研机构的研究团队。,我用望远镜盯着绿灯。,试着抓住他们中最重要的人:在这个卫星上由特殊晶体产生的精细的单光子光子。。最终他们过滤掉了绿灯。,锁定了他们的“猎物”——一个过去从未发出射过的量子信号。

本实验是量子密码新技术中的一个关键性实验。。量子密码技术是量子信息传输技术。。但这是众所周知的,易碎量子不易传递,如果你尝试用纤维来运送它们,超过 150 一英里之后,信号会失败,这一特性使得量子密码无法传送消息。。

所以科学家们一直在研究如何使用卫星进行长距离探测。。但在那之前,没有人去过这么远的地方。。在这个实验中,中国科学家有两种不同的距离 750 单光子在数英里的地面站和卫星之间传输。,最长的距离记录被创造出来(两个车站是德令哈铁路),两站距离1203公里)。参与这项工作的巴黎量子计算中心副主管 Eleni Diamanti 说:“这个实验对扩展远距离量子沟通网络来讲拥有里程碑式的意义,这毫无疑问。”

去年 8 月,在戈壁滩的酒泉卫星发射中心,中国发射了造价一亿美元的量子卫星“墨子号”,专门用来进行空间级别的量子实验。该卫星上搭载了一套复杂的激光系统、反射镜面系统和一中特殊的晶体,当激光反射在晶体上时,它会创造出一对处于纠缠态的光子。晶体一次可以制造 6 百万对光子,但是地面上的两个站点每秒只能探测到大约一对光子。卢教授说:“这项任务非常具有挑战性,类似于你在 300 在稻米外面看头发。”

卢教授和他的同事们认为,量子密码术将成为未来的一个很好的加密工具。,它以这样的方式运作。:首先,测量光子的性质,得到一串由 0、1 组成的密钥,接着利用这串密钥加密你的信息并将其发送给特定的接收者。如果黑客想要在传输中窃取这串密钥,根据测不准理论,量子将会在窃取的瞬间改变密钥数字。想象薛定谔的猫,当你没有观察它时,它既生又死,而你一旦观察它,它就会表现出生或者死的一个状态。同样的,偷窃的黑客会瞬间改变构成密钥的光子的状态,所以在理论上,处于理想状态,这一串钥匙永远不会被偷。,当检测到连续的单光子时,探测器的性能很差。,这可能会使我们误以为是被盗的信息。,黑客还可以通过发射强光来跟踪探测器。。

中国的量子卫星发射和试验的结果。负责这个项目的物理学家,中国科技大学教授潘建伟说,卫星实验的开始可以追溯到2003年,他带领的大约 100 人的团队从设计、建造到调整激光和卫星系统付出了多年的努力。他们最初的实验是在地面上进行的,起初只是在几英里内传输密钥,后来慢慢开始加大距离。

“但是他们在该领域的研究仍然是很快的。”加拿大滑铁卢大学的物理学 Thomas Jennewein 说道(他最近完成了从地面到飞行中的飞机间的量子传输)。几年前,Jennewein 在国际空间站上试图完成相似的实验。他说:“因为各种实验的复杂性、高昂的成本等等,那些项目没有一个可以实现如此远的距离。但是中国团队现在做到了,他们走在了领域的前沿,这非常棒。”

杜克大学的中国科技政策研究专家 Denis Simon 说:“他们之所以行动如此快速,得益于中国政府对该项目的充分重视。因为中国政府领导人希望完成这样的实验。,所以没有必要让实验队在平常的训练中浪费时间。。中国政府对量子通信技术有浓厚的兴趣。,因为量子安全通信有利于国家利益。。他说道:中国政府希望在海军上使用这种通信技术。,这项技术有许多应用。。”

同时,其他国家的科学家正在做类似的实验。,但它受到许多官僚体制的约束。。比如 Diamanti 的团队还正在等待欧洲空间局对他们在国际空间站和欧洲几个地面站点间传递量子实验申请的回复。伊利诺伊大学香槟分校物理学家 Paul Kwiat 这支球队也领先美国。 NASA 在相似实验中合作。

但没有一个国家像中国量子通信的宏伟计划。。卢教授和他的团队正计划在A上进行同样的实验。,扩展量子通信从城市到城市的距离。。他们要交换中国和奥地利之间的量子密钥(一些合作伙伴。潘建伟曾经说过,中国计划 2030 构建覆盖全世界的量子卫星通信网络。卢教授说:我们很幸运。,我们的成功得益于中国的快速决策系统。,政治和科学的结合可以是结果的一半。。”

via wired.com

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