12月11日，歐洲物理學(xué)會新聞網(wǎng)站“物理世界”公布了2015年度國際物理學(xué)領(lǐng)域的十項(xiàng)重大突破，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、九三學(xué)社中央常委潘建偉，九三學(xué)社社員陸朝陽等完成的科研成果“多自由度量子隱形傳態(tài)”入選并名列榜首。此外，中科院物理所研究團(tuán)隊(duì)的“外爾費(fèi)米子研究”也入選其中。

據(jù)了解，潘建偉研究團(tuán)隊(duì)在國際上首次成功實(shí)現(xiàn)了“多自由度量子體系的隱形傳態(tài)”，這項(xiàng)工作打破了國際學(xué)術(shù)界從1997年以來只能傳輸基本粒子單一自由度的局限，為發(fā)展可擴(kuò)展的量子計(jì)算和量子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

今年2月，國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》以封面標(biāo)題的形式對該成果進(jìn)行了重點(diǎn)推介，國際量子光學(xué)專家沃爾夫?qū)さ咸貭柦淌谠谕凇蹲匀弧纷脑u論，認(rèn)為其“為理解和展示量子物理的一個(gè)最深遠(yuǎn)和最令人費(fèi)解的預(yù)言邁出了重要的一步，并可以作為未來量子網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)強(qiáng)大的基本單元”。

據(jù)介紹，歐洲物理學(xué)會“物理世界”網(wǎng)站每年年底會組織評選出十項(xiàng)在世界范圍內(nèi)引起轟動的物理學(xué)成果。

【量子隱形傳態(tài)是啥？】

今年2月26日，《自然》雜志發(fā)表封面文章，介紹了中國科技大學(xué)潘建偉項(xiàng)目組的“多自由度量子體系的隱形傳態(tài)”研究。通俗地說，這一技術(shù)可以讓科學(xué)家在異地瞬間獲知粒子狀態(tài)，從而開啟了瞬間傳輸技術(shù)的大門。

要想弄清楚“量子隱形傳態(tài)”的原理，就繞不開“量子糾纏”的概念。量子糾纏是指相距遙遠(yuǎn)的兩個(gè)量子所呈現(xiàn)出得關(guān)聯(lián)性。科學(xué)家早就發(fā)現(xiàn)，處于特定系統(tǒng)中的兩個(gè)或多個(gè)量子，即使相距遙遠(yuǎn)也總是呈現(xiàn)出相同的狀態(tài)，當(dāng)其中一個(gè)量子狀態(tài)改變時(shí)，其他量子也會隨之改變。

愛因斯坦曾把量子糾纏稱為“鬼魅般的超距作用”。

科學(xué)家如今認(rèn)為，量子糾纏其實(shí)也是需要信道的，潘建偉教授的項(xiàng)目組2013年也測出，量子糾纏的傳輸速度至少比光速高4個(gè)數(shù)量級。

這就是量子隱形傳態(tài)的理論基礎(chǔ)。在量子糾纏的幫助下，帶傳輸量子攜帶的量子信息可以被瞬間傳遞并被復(fù)制，因此就相當(dāng)于科幻小說中描寫的“超時(shí)空傳輸”，量子在一個(gè)地方神秘地消失，不需要任何載體的攜帶，又在另一個(gè)地方神秘地出現(xiàn)。

但想測量一下光子，再讓遠(yuǎn)方復(fù)制，實(shí)現(xiàn)起來是非常困難的。由于太小，光子“一觸而潰”，再精細(xì)的測量也讓它面目全非。中科大此次就是進(jìn)一步發(fā)展出了“非摧毀性的測量技術(shù)”。經(jīng)過多年艱苦努力，首次實(shí)現(xiàn)讓一個(gè)光子的“自旋”和“軌道角動量”兩項(xiàng)信息能同時(shí)傳送。（記者徐海濤，新華國際客戶端報(bào)道）