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(zhuān)家進(jìn)行了解讀,。
問(wèn):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(mǎn)足“愛(ài)因斯坦定域性條件”的量子力學(xué)非定域性檢驗(yàn),,為未來(lái)開(kāi)展大尺度量子網(wǎng)絡(luò)和量子通信實(shí)驗(yàn)研究,,以及開(kāi)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(wèn):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(wàn)個(gè)糾纏光子對(duì),。衛(wèi)星經(jīng)過(guò)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(guò)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(wàn)億分之一,。
問(wèn):為什么要用衛(wèi)星開(kāi)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(kāi)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(zhuān)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)非常活躍的領(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(wèn):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(zhuān)家):他們報(bào)告了迄今觀察到的最大距離的量子糾纏,超過(guò)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(guò)1000公里,。