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[中國內地]
墨子號完成最難實驗：現實版“超時空傳送”？
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作者:
qqonqq
時間:
2017-8-11 07:34 AM
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墨子號完成最難實驗：現實版“超時空傳送”？
8月10日電／中國科學家在首顆量子科學實驗衛星“墨子號”上完成了一項特殊實驗：從地面到太空的量子隱形傳態。這也是“墨子號”最難做的一項實驗，它還常常被人聯想到科幻電影《星際迷航》中的超時空傳輸。它們是一回事嗎？
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據新華社報道，“墨子號”的地星量子隱形傳態實驗成果10日發表在國際權威學術期刊《自然》雜誌上。《自然》雜誌審稿人稱讚實驗結果“代表了遠距離量子通信持續探索中的重大突破”，“目標非常新穎並極具挑戰性，它代表了量子通信方案現實實現中的重大進步”。
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中國科學院院士、量子衛星首席科學家潘建偉說，量子隱形傳態是量子通信的一個重要內容，它利用量子糾纏可以將物質的未知量子態精確傳送到遙遠地點，而不用傳送物質本身。
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這有點像孫悟空的“筋鬥雲”，也像《星際迷航》中，宇航員在特殊裝置中說一句“發送我吧”，他就瞬間轉移到另一個星球。
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當然，這只是個比喻。科學家指出，量子隱形傳態實驗中，被傳輸的是信息而並非實物。把粒子A的未知量子態傳輸給遠處的另一個粒子B，讓B粒子的狀態變成A粒子最初的狀態。注意傳的是狀態而不是粒子，A、B的空間位置都沒有變化，並不是把A粒子傳到遠處。當B獲得這個狀態時，A的狀態也必然改變，任何時刻都只能有一個粒子處於目標狀態，所以並不能複製狀態，或者說這是一種破壞性的複製。
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潘建偉說，“墨子號”量子隱形傳態實驗採用地面發射糾纏光子、天上接收的方式。衛星過境時與海拔5100米的西藏阿里地面站建立光鏈路，地面光源每秒產生8000個量子隱形傳態事例，實驗通信距離從500公里到1400公里，實驗傳送了6個量子態，置信度均大於99.7%。
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“假設在同樣長度的光纖中重復這一工作，需要3800億年，也就是宇宙年齡的20倍，才能觀測到1個事例。”潘建偉說。
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他說：“這一重要成果為未來開展空間尺度量子通信網絡研究，以及空間量子物理學和量子引力實驗檢驗等研究奠定了可靠的技術基礎。”
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潘建偉介紹，在“墨子號”開展的星地高速量子密鑰分發、量子糾纏分發和地星量子隱形傳態三大實驗中，量子隱形傳態實驗是最難的。因為前兩個實驗都是從衛星向地面傳送光子，在起初的490公里真空中不會受到大氣影響，只有最後10公里進入大氣層最稠密的部分時會受到影響。但是量子隱形傳態實驗是從地面向衛星發送光子，最初10公里就受到影響，到後來光斑被放大，抖動特別厲害，接收效率就會大大降低。
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