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“墨子号”完成最难实验:现实版超时空传送?

2018-01-18 18:12:25标签:量子 潘建伟 中国

  “墨子号”地星量子隐形传态实验,2018年01月摄于西藏阿里,星上绿色信标光将空中的薄云照亮”潘建伟,中国科学技术大学常务副校长,这也是“墨子号”最难做的一项实验,它还常常被人联想到科幻电影《星际迷航》中的超时空传输,他的“量子雄心”,在祖国的创新热土上,一飞冲天。

  《自然》杂志审稿人称赞实验结果“代表了远距离量子通信持续探索中的重大突破”,“目标非常新颖并极具挑战性,它代表了量子通信方案现实实现中的重大进步”,1992年,中科大本科生潘建伟在毕业论文中,不乏莽撞地向“不合常理”的量子力学理论提出质疑,这有点像孙悟空的“筋斗云”,也像《星际迷航》中,宇航员在特殊装置中说一句“发送我吧”,他就瞬间转移到另一个星球。

  ”正是在这次“挑战”中,潘建伟迷恋上量子世界的奥妙与未知,科学家指出,量子隐形传态实验中,被传输的是信息而并非实物,当时中国的量子物理研究,无论理论还是实验都远远落后于国际先进水平。

  注意传的是状态而不是粒子,A、B的空间位置都没有变化,并不是把A粒子传到远处,在量子物理学大师塞林格教授带领下的科研小组里,潘建伟很快崭露头角,1997年以他为第二作者的论文“实验量子隐形传态”,被美国《科学》杂志评为年度全球十大科技进展,神奇的量子纠缠(贺萌绘图)潘建伟说,“墨子号”量子隐形传态实验采用地面发射纠缠光子、天上接收的方式。

  第一次见到导师时,赛林格问他:“潘,你的梦想是什么?”“我的梦想是,在中国建一个和这里一样的世界一流的量子光学实验室,“假设在同样长度的光纤中重复这一工作,需要3800亿年,也就是宇宙年龄的20倍,才能观测到1个事例,在基础极为薄弱的状况下,潘建伟组织科研队伍、开展实验室建设,同时与国际先进研究机构保持密切联系。

  他说:“这一重要成果为未来开展空间尺度量子通信网络研究,以及空间量子物理学和量子引力实验检验等研究奠定了可靠的技术基础,量子信息研究集多学科于一体,要想取得突破,必须拥有不同学科背景的人才,(中科院供图)潘建伟介绍,在“墨子号”开展的星地高速量子密钥分发、量子纠缠分发和地星量子隐形传态三大实验中,量子隐形传态实验是最难的。

  近年来,这些年轻人悉数回国,使潘建伟的量子研究团队得到了空前壮大,一支特色鲜明、优势互补的年轻量子信息科研队伍,在中国成型、迸发出惊人的力量,但是量子隐形传态实验是从地面向卫星发送光子,最初10公里就受到影响,到后来光斑被放大,抖动特别厉害,接收效率就会大大降低,国际领跑,抢占量子科技创新制高点以潘建伟等学者为代表的中国科大科研团队,已使中国成为国际量子信息领域的重要研究中心之一。

  1997年,潘建伟的老师、奥地利物理学家塞林格带领的团队首次实现了传送一个光子的自旋,——今年01月,潘建伟团队在去年首次实现十光子纠缠操纵的基础上,利用高品质量子点单光子源构建了世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机,实现了目前世界上最大数目超导量子比特的纠缠,这篇文章后来入选《自然》“百年物理学21篇经典论文”,跟它并列的论文包括伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论、沃森和克里克发现DNA双螺旋结构等。

  他们用严格的科学实证,回答了爱因斯坦的“百年之问”,新华社记者金立旺摄事实上,在量子态隐形传态的漫长旅程中,每一点距离的进步都可以被视为一座里程碑,至此,“墨子号”三大既定科学目标均成功实现,为我国未来继续引领世界量子通信技术发展和空间尺度量子物理基本问题检验前沿研究,奠定了坚实基础,兼具实用化和科学意义。

  ”人类想离开太阳系去看看,量子隐形传态能否在未来成为人类星际旅行的方式?潘建伟指出,传送几十、几百个微观粒子会在不久的将来实现,但要传送复杂的实物现在还是一种科学幻想”中科院院长白春礼介绍,为我国在国际上抢占了量子科技创新制高点,成为国际同行的标杆,实现了“领跑者”的转变,2018年01月18日,在西藏阿里观测站,“墨子号”量子科学实验卫星过境,科研人员在做实验(合成照片)。

  与卫星、地面站互联,不久后,人类历史上第一个“天地一体化”的洲际量子通信网络将见雏形,大约260年后的1969年,美国阿波罗计划让人类登陆月球成为现实,现在人类飞行器已经到了太阳系的边缘”潘建伟认为,经过几十年的持续积累,我国已到了“创新爆发”阶段。

  ”即使这样的科幻永远无法实现,量子隐形传态研究也是有现实意义的,以“墨子号”卫星为例:中科院上海技术物理研究所、微小卫星创新研究院、光电技术研究所、国家天文台、紫金山天文台、国家空间科学中心,卫星的每一个部件都凝聚了各个科研机构的心血,科学家正在研发的量子计算机之间未来要实现互联互通,进行协同计算,就需要量子隐形传态,我在欧洲、美国、加拿大的同行,都曾有过这样的科学设想,但没有这样的国家全力支持

来源:包头热点网

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