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世界首顆量子衛(wèi)星墨子號(hào)成功發(fā)射 未來(lái)通信"絕對(duì)安全"的保障
量子衛(wèi)星設(shè)想由來(lái)已久
“2003年,我們想到,為了真正實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離量子通訊,可能需要衛(wèi)星。”8月15日,東風(fēng)航天城的東風(fēng)賓館,潘建偉面對(duì)媒體回憶起量子衛(wèi)星想法的誕生。
那時(shí),距離潘建偉在中國(guó)建立第一個(gè)光量子操縱實(shí)驗(yàn)室,僅僅兩年。
我國(guó)成功發(fā)射世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”
量子有許多神奇的特性,其中之一就是“糾纏”。對(duì)處于糾纏態(tài)的其中一個(gè)粒子進(jìn)行操作,會(huì)影響到另一個(gè)粒子。不管這兩個(gè)粒子相距多遠(yuǎn),他們都有著不可思議的“心靈感應(yīng)”。
于是,量子隱形傳態(tài)的概念被提出:關(guān)于一個(gè)量子客體的全部信息在某個(gè)地點(diǎn)被掃描輸入,又能在一個(gè)新的地點(diǎn)重構(gòu)出來(lái)。
但是,傳遞處于糾纏態(tài)粒子的過(guò)程,充滿著噪音、散射和各種形式的其他干擾,任何一種干擾都會(huì)破壞隱形傳態(tài)所必需的精巧的量子關(guān)聯(lián)。比如,糾纏光子通過(guò)光纖傳輸,但光纖會(huì)吸收光,這大大限制了光子的傳輸距離。潘建偉說(shuō),即使存在超出目前技術(shù)水平的10G赫茲理想單光子源和100%探測(cè)效率的理想單光子探測(cè)器,但若要在1000公里光纖中進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)量子通信,每300年也只能傳輸一個(gè)比特。“因此,要實(shí)現(xiàn)覆蓋全球的廣域量子保密通信,還需要借助衛(wèi)星的中轉(zhuǎn)。”
通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn),量子隱形傳態(tài)的距離紀(jì)錄被中外科學(xué)家一再刷新。
2005年,潘建偉團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了13公里自由空間量子糾纏和密鑰分發(fā)實(shí)驗(yàn),證實(shí)光子穿透大氣層后,其量子態(tài)能夠有效保持。
2007年開始,潘建偉與中科院一些機(jī)構(gòu)合作,做地面驗(yàn)證。2010年,他們論證了發(fā)射衛(wèi)星的可能性;2011年底,量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星項(xiàng)目正式立項(xiàng)。
編輯:楊嵐
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