中国科学家成功实现量子态隐形传输创世界最远距离 16km

雪莲

原理

　　一个爱因斯坦的预言

　　两个形态（类似振动频率）相同的量子，无论它们在宇宙中相隔多远，只要其中一个发生变化，另外一个也会有完全相同的变化，这种现象现代科学无法解释……

　　应用

　　一个诡异现象的现代应用

　　但是，这种量子之间的“诡异”特性却被现代科学家巧妙利用于远程通信技术，他们把两个同源的量子分开，对其中一个施以“信息”，那么，远在许多公里之外的另一个量子也会有同样的“反应”，通过读取它的反应，可以实现远超目前水平的通信技术。

　　比喻

　　量子好比千年前的棍子

　　我们来看看一段历史———古希腊的斯巴达人将一张皮革包裹在特定长短粗细的棍子上，再写上传递的信息；而信息接收者只需有根同等尺径的棍子，收到皮革后将皮革裹到棍子上就可以读出原始信息。即使皮革中途被截走，只要对方不知道棍子的长短粗细，所看到的也只是一些无用的信息。形象地说，“棍子”就是量子态隐形传输的特殊装置，而“皮革”就是传输的信息。

　　由中国科学技术大学和清华大学组成的联合小组，日前成功实现了16公里的量子态隐形传输。这是目前量子通信研究上的世界纪录。让全球量子化通信进一步接近现实，海底光缆等传统技术可能成为历史。

　　名词解释

　　量子态隐形传输

　　量子态隐形传输是一种全新通信方式，它传输的不再是经典信息而是量子态携带的量子信息，是未来量子通信网络的核心要素。利用量子纠缠技术，需要传输的量子态如同科幻小说中描绘的“超时空穿越”，在一个地方神秘消失，不需要任何载体的携带，又在另一个地方瞬间神秘出现。

　　按照常理，信息的传播需要载体，人与人的对话需要通过声音来传播，手机与基站之间要通过电磁波来传输信号，互联网的信息传递也需要在光缆中传输的光信号。那么，不需要载体的信息传递是否存在？在量子世界里，在纠缠光子的帮助下，量子态隐形传输就可以实现这一点。

　　关键词 量子纠缠

　　爱因斯坦称为“幽灵”

　　联合小组成员、清华大学教授彭承志告诉记者，该实验首次证实了在自由空间进行远距离量子态隐形传输的可行性，向全球化量子通信网络的最终实现迈出了重要一步。他预测，今后10年内有望建成覆盖全球的量子通信网络。

　　量子态是指原子、中子、质子等粒子的状态，它可表征粒子的能量、旋转、运动、磁场以及其他的物理特性。曾被爱因斯坦称作幽灵般的超距离作用的“量子纠缠”，指的是在量子力学中，有共同来源的两个微观粒子之间存在着某种纠缠关系，不管它们被分开多远，只要一个粒子发生变化，另一个粒子的状态也会立刻发生相应的变化，这就是量子纠缠。

　　彭承志介绍，在量子纠缠的帮助下，待传输的量子态如同科幻小说中“超时空传送”，在一个地方神秘地消失，不需要任何载体的携带，又在另一个地方神秘地出现。

　　关键词 16公里

　　证实穿越大气层可行

1997年，奥地利蔡林格小组在室内首次完成了量子态隐形传输的原理性实验验证；2004年，该小组利用多瑙河底的光纤信道，成功地将量子态隐形传输距离提高到600米。

　　2004年开始，潘建伟、彭承志等研究人员开始探索在自由空间信道中实现更远距离的量子通信。在自由空间信道中，光子传输几乎不存在退相干效应，而一旦穿透大气层进入到外层空间，光子的损耗更是接近于零，这使得自由空间信道相比光纤信道在大尺度上具有特别的优势。该小组于2005年在合肥创造了13公里的双向量子纠缠分发世界纪录，同时验证了在外层空间与地球之间分发纠缠光子对的可行性。2007年开始，中国科大-清华大学联合研究小组开始在北京八达岭与河北怀来之间架设长达16公里的自由空间量子信道，并取得了一系列关键技术突破，最终在2009年成功实现了世界上最远距离的量子隐形传态，证实了量子隐形传态过程穿越大气层的可行性，为未来基于卫星量子中继的全球化量子通信网奠定了可靠基础。

（原文有些长，朋友们看这里）

记者：也就是说，即使是量子态隐形传输，也不可能达到超光速？

彭承志：当然。量子态隐形传输，传输的不是量子本身，而是它的量子态。量子态隐形传输中间必须要利用到经典通信手段，所以是不可能超光速的。

椰子

神奇的科技

雪莲

可惜咱们这连光纤都没通