新華社華盛頓6月15日電(記者林小春 黃堃)中國(guó)科學(xué)家在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)千公里級(jí)的量子糾纏分發(fā),,相關(guān)論文成為新一期美國(guó)《科學(xué)》雜志的封面文章,。這項(xiàng)成果究竟有多“?!??國(guó)內(nèi)外多位專家進(jìn)行了解讀,。
問:這個(gè)成果的內(nèi)容是什么,?
潘建偉(量子衛(wèi)星項(xiàng)目首席科學(xué)家):“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)千公里級(jí)的量子糾纏分發(fā),,并在此基礎(chǔ)上首次實(shí)現(xiàn)空間尺度嚴(yán)格滿足“愛因斯坦定域性條件”的量子力學(xué)非定域性檢驗(yàn),為未來開展大尺度量子網(wǎng)絡(luò)和量子通信實(shí)驗(yàn)研究,,以及開展外太空廣義相對(duì)論,、量子引力等物理學(xué)基本原理的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)奠定了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。
問:量子糾纏分發(fā)是怎樣實(shí)現(xiàn)的,?
彭承志(量子衛(wèi)星科學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師):“墨子號(hào)”衛(wèi)星運(yùn)行在500公里高的軌道上,,衛(wèi)星上的糾纏源設(shè)備每秒產(chǎn)生800萬個(gè)糾纏光子對(duì)。衛(wèi)星經(jīng)過中國(guó)上空時(shí),,同時(shí)與青海德令哈站和云南麗江站兩個(gè)地面站建立光鏈路,,跟瞄精度達(dá)到0.4微弧度,從而實(shí)現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定的糾纏分發(fā),。我們以每秒1對(duì)的速度在地面超過1200公里的這兩個(gè)站之間建立兩個(gè)光子的量子糾纏,,該量子糾纏的傳輸衰減僅僅是同樣距離地面光纖的一萬億分之一。
問:為什么要用衛(wèi)星開展量子糾纏分發(fā)實(shí)驗(yàn),?
彭承志:量子糾纏非常脆弱,,會(huì)隨著光子在光纖內(nèi)或者地表大氣中的傳輸距離增加而衰減,以往的量子糾纏分發(fā)實(shí)驗(yàn)只停留在100公里級(jí)的物理距離,。星地量子糾纏分發(fā)作為“墨子號(hào)”衛(wèi)星的主要科學(xué)實(shí)驗(yàn)任務(wù)之一,,是國(guó)際上首次在空間尺度上開展的量子糾纏分發(fā)實(shí)驗(yàn)。
亞歷山大·謝爾吉延科(美國(guó)波士頓大學(xué)量子技術(shù)專家):使用移動(dòng)衛(wèi)星覆蓋全球距離的量子通信,,已經(jīng)成為現(xiàn)代量子光學(xué)和量子信息研究一個(gè)非?;钴S的領(lǐng)域。這項(xiàng)技術(shù)需要發(fā)射衛(wèi)星,,需要與常規(guī)天文觀測(cè)望遠(yuǎn)鏡很大不同的衛(wèi)星跟蹤地面站,。這同時(shí)是技術(shù)能力的挑戰(zhàn)和示范。
問:這個(gè)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)下了什么樣的紀(jì)錄,?
托馬斯·延內(nèi)魏因(加拿大滑鐵盧大學(xué)量子技術(shù)專家):他們報(bào)告了迄今觀察到的最大距離的量子糾纏,,超過1200公里,這是一個(gè)新的記錄,。第一個(gè)在實(shí)驗(yàn)室之外做的量子糾纏實(shí)驗(yàn)是在1998年,,距離為米級(jí),當(dāng)時(shí)被視為“令人驚嘆”,;2007年,,這個(gè)距離增至144公里,;而現(xiàn)在他們證明量子糾纏能超過1000公里。