中国「墨子號」實現1203公里光子糾纏，大幅刷新世界紀錄 - 工程師

《中國刷新世界紀錄！「墨子號」實現1203公里光子糾纏，潘建偉團隊跨越超安全通信障礙》

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升空整整10個月之後，「墨子號」終於再次傳來好消息，當地時間6月15日，《Nature》雜志頭版刊登出了中國「墨子號」量子衛星首次實現上千公里量子糾纏的消息，相較於此前144公里的最高量子傳輸距離紀錄，這次跨越意味着絕對安全的量子通信又進一步貼近了實用。

根據了解，此次接收量子信號的兩個地面站分別是青海德令哈站和雲南麗江高美古站，兩地相距1203公里，衛星的工作高度約為500公里。而在每晚僅有5分鐘的時間窗口期間之內，研究團隊要保證做到兩地可以同時接收到衛星所發出來的信號，功夫不負有心人，此次試驗取得圓滿成功。

而實際上，「墨子號」的高超能力從研製開始就已經顯現出來了，當時就已經實現了每秒一次量子糾纏的效率，比原有的預期要快了10倍。而「墨子號」團隊的負責人潘建偉也表示，他們已經啟動運用量子糾纏技術創建密鑰的相關實驗了，不過他們暫時並不准備對外公布實驗結果。

長期以來，量子糾纏作為一種神秘現象始終被局限於物理的研究領域，它具體表現為量子進入一種疊加狀態，即其量子特徵在同一時間處於不同狀態。像薛定諤的貓一樣，在同一時間可能存在生和死兩種狀態。物理學家已經成功實現了多種粒子的糾纏，比如電子和光子，以及超導電路這類大規模應用。

理論上說，即使處於糾纏態的物體被分開，它們的不穩定的量子態仍然保持某種聯繫，直到其中一個被測量或被擾亂。人為測量可以同步決定了另一個的狀態，無論距離多遠，這一結論都會奏效。雖然想法看上去很違反常識，甚至連愛因斯坦都曾評價它是「遙遠的幽靈活動」（spooky action at a distance）。

然而，從20世紀70年代開始，物理學家開始研究增加距離可能會帶來的影響。在2015年進行過一項非常複雜的實驗，對相隔1.3公里處於糾纏態的電子進行測量，驗證了這種「遠距離的幽靈活動」是真實存在的。

除了基礎理論研究，量子糾纏特性最重要的還在於廣闊的應用前景，其中最重要的當屬防範黑客、提升保密的安全等級。長距離的量子糾纏是安全通信的「量子鑰匙」。任何對加密信息的破解嘗試都會對分享的鑰匙產生干擾，進而提醒通訊者注意自己的信息安全。

但棘手的問題在於，糾纏態的量子會在通過空氣等介質的時候急劇衰減。所以，目前量子秘鑰的最長距離也就只有幾百公里。作為解決辦法，量子中繼器(Quantum repeaters)能夠通過放大量子信號的方式延展網絡的覆蓋範圍，但這一技術尚未成熟。許多物理學家於是夢想通過衛星在幾乎真空的太空環境中傳輸量子信號。

「當你有衛星在全球範圍內傳輸信號的時候，一切就都不成問題了。」西班牙國家研究所的科學家 Verónica Fernández Mármol 表示，「量子衛星的跨越使得我們在光纖傳輸中遇到的所有問題都迎刃而解。」

而實現這一目標的正是中國的潘建偉團隊，據悉，這個以中國古代哲學家的名字命名的量子衛星總共耗資約一億美元，建成之後會極大提升中國在該領域的競爭能力，做到可以和美國並駕齊驅的地位。

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