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中国科学家率先实现千公里级量子纠缠分发(1)
【发稿时间:2017-6-17】 【稿件来源:央广网】
  

  据中国之声《新闻纵横》报道,量子的概念最早由德国物理学家普朗克在1900年提出。通俗地说,量子是能表现出某个物质或物理量特性的最小单元,例如“光的量子”,也被称为光子,指的是一定频率的光的基本能量单位。当两个量子发生“纠缠”,无论它们之间相隔多远,一个变了,另一个也会“瞬变”,这种像“心灵感应”的神奇现象就是量子力学理论中的“量子纠缠现象”。

  近百年前,作为量子力学的开创者之一,爱因斯坦也“百思不得解”,将这种现象称为“鬼魅般的超距作用”。他认为或许是量子理论“还不完备”,虽然通过一代代学者的研究,但由于量子纠缠“太脆弱”,以往的实验只停留在百公里距离,量子纠缠仍然存在“漏洞”。

  昨天(16日),中国科学技术大学潘建伟教授及其同事彭承志等组成的研究团队宣布,日前利用“墨子号”量子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,这个突破到底有多高的“技术含量”?这一成果未来有什么用?

  量子纠缠指的是两个(或多个)粒子共同组成的量子状态,无论粒子之间相隔多远,测量其中一个粒子必然会影响其它粒子,这被称为量子力学非定域性。中科院院士、中国科学技术大学教授潘建伟举了个例子:如果有两个粒子在某些时候会处于一种特殊的状态,叫做量子纠缠态。比如有两只猫属于活活+死死状态的相干叠加,处于这种态之后,不管这两只猫相距多么遥远,测量其中一只猫的状态,如果发现这第一只猫处于活的状态,另外一个非常遥远的猫也瞬间坍缩到活的状态,如果第一只猫处于死的状态,很遥远的猫也瞬间坍缩到死的状态。

  但是由于量子纠缠非常脆弱,会随着光子在光纤内或者地表大气中的传输距离而衰减,以往的量子纠缠分发实验只停留在百公里的距离。量子纠缠“鬼魅般的超距作用”在更远的距离上是否仍然存在?会不会受到引力等其它因素的影响?这些基本物理问题的验证都需要实现上千公里甚至更远距离的纠缠分发。潘建伟解释,要做这样非常困难,在光纤里传输信号时,大概传送一千公里时,每秒只能传送10的负12次方的光子,在地面自由空间传递时又会受到地面的障碍物、地表区域的影响。

编辑:侯懿航 【返回首页】【打印