“墨子號”首次實現千公里級量子纏繞,絕對安全的通訊將從此開始!

物理 墨子 航空航天 通信 軍之魂魄 2017-06-18

據美國《科學》雜誌6月15日發佈的文章稱:中國“墨子號”量子衛星從星空向地面發出兩道光,宛如兩條長腿跨出一大步,也象徵量子通信向實用邁近一大步。該雜誌同時還刊發了中國科學技術大學教授、中國量子衛星項目首席科學家潘建偉等人的論文。

“墨子號”首次實現千公里級量子纏繞,絕對安全的通訊將從此開始!

量子衛星

大家都記得,在2016年8月16日01時40分,中國首顆世界量子科學實驗衛星“墨子號”在酒泉衛星發射中心通過長征二號丁運載火箭成功發射升空,它是由中國科學技術大學主導研製的。“墨子號”量子衛星是中科院第一批確定立項研製的4顆科學實驗衛星之一,它的成功發射和正常在軌運行,不僅將有助於我國廣域量子通信網絡的構建,服務於國家信息安全,還將開展對我國量子力學在基本問題上的空間數據的實驗檢驗,可以加深人類對量子力學知識的更進一步理解。

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“量子纏繞”

由於量子信號的攜帶者光子在外太空進行傳播時損耗幾乎為零,如果人類能夠在科學技術上實現糾纏量子穿透整個大氣層後,仍然存活並保持其糾纏特性的話,人們就可以通過衛星來實現全球化的量子通信,並且這種通信是絕對安全的,不會出現被監聽、數據遺失等現象。那什麼是“量子糾纏”?通俗地來說,量子糾纏就是指兩個處於糾纏狀態的量子就像有“心靈感應”,無論相隔多遠,一個量子狀態變化,另一個也會改變。愛因斯坦稱之為“鬼魅般的遠距作用”,是一種奇特的量子力學現象。所謂的量子糾纏分發,其實就是將一對量子分別放在不同的地方,這特別適用於軍事方面的各種保密通信,因此,這種量子通訊技術被稱為“21世紀信息安全終結者”。

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“墨子號”

美國《科學》雜誌認為,這一項成果是“兼具潛在實際應用和基礎科研重要性的重大技術成就”、“毫無疑問將在學術界和廣大社會公眾中產生非常巨大的影響”。 這篇題為《基於衛星的糾纏分發距離超過1200公里》的論文講到,通過“墨子號”向地面發射光子,這對處於糾纏狀態的光子,一個發向了青海德令哈站,另一個則發向了雲南的麗江站,兩個地面站之間的距離達到了1203公里。這是世界上首次實現千公里量級的量子糾纏。那要實現量子遠距離分發,有效的辦法就是通過衛星向地面分發。這就好比從飛機上扔一個硬幣,然後從地面上用儲錢罐接住,難度不是一般的高呀。在科技人員的不懈努力下,雖然遠距離傳送過程中也存在著有很多量子存在衰減,但是仍有相當比例的量子對具有王強的生命力。在此基礎上,科學家也進行了一系列的利用分發的量子對來進行絕對安全的同心實驗。

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