@ 2017.06.17 , 09:00
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中国科学家实现超长距离的量子纠缠分发:1203公里

中国科学家实现超长距离的量子纠缠分发:1203公里
credit: 锐景创意

“量子纠缠”虽然诡异,但却取得了不少进展。最近,中国科技大学上海研究院的科学家成功通过卫星实现了超过1200公里的量子纠缠分发——向两个相距1203公里的地面站发送了两个纠缠光子,打破了原先100多公里的记录。对检测量子物理和量子网络而言,远距离的纠缠分发至关重要。

量子纠缠是一种奇特的物理现象,指的是两个粒子无论相隔多远都能产生关联,能够瞬间互相影响对方。举例而言,如果我们使其中一个粒子顺时针旋转,那么另一个粒子必定会逆时针旋转,无论它们相距1厘米、还是相隔整个宇宙。如今,量子纠缠已成为人们探索远距离传输信息的关键。

但在此之前,物理学家只实现了100多公里的量子纠缠分发,因为实现远距离纠缠非常棘手——无论通过光纤还是大气,粒子都容易在传输过程中丢失。为解决此问题,科学家伤透了脑筋。有人提出将传输线分割为好几段,在光纤中交换、提炼、储存量子信息。这听起来不错,但在实际应用中,使上述元素无缝衔接依然很难。

如今,中国团队想出了更好的办法。他们采用激光束和卫星技术,实现全球量子网络。他们借助“墨子号”——去年发射的全球首台量子卫星,用纠缠光子和中国境内三个地面站进行通讯。其中,地面站彼此相隔约1200公里,距离轨道卫星500-2000公里。他们采用分束器,将激光束分为不同极性的两束,其中一束用于发送纠缠光子,另一束用于接收光子。在长途旅行中,光子保持着纠缠,并成功被相隔1200公里的地面站所接收。

实验结果证实了量子纠缠的非定域性。此外,这项基于卫星的新方法将连接效率提升了12-17个数量级!它的优势在于卫星能够轻易覆盖两个相隔数千公里的地面接收站。由于大部分传输路径是真空的,因此过程中几乎不会损失粒子。即便人们将来能够制造出完美光纤,此方式依旧能将效率提升4-8个数量级。

从优质通讯网络到安全支付系统,量子纠缠分发具有广泛应用。

本文译自 sciencealert,由译者 蛋花 基于创作共用协议(BY-NC)发布。
原作者Gemma Conroy


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  1. architc
    @4 months ago
    3483589

    还不是我关门弟子开的研究院的门卫老头的儿媳妇家门口做煎饼果子的大妈告诉你的。

  2. 外星人
    @4 months ago
    3483205

    这安全支付系统买东西 只能晴天使用 到了夜晚一道道激光束照亮夜空

  3. 一美刀
    @4 months ago
    3482175

    高端的我看不懂

  4. 3481785

    量子纠缠是因为看上去被分开的两个粒子其实还是一个粒子——宇宙本质在更小的维度上是镜像的——不要问我怎么知道的

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