中新社合肥6月16日電 (記者 張素 吳蘭)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉及其同事彭承志等組成的研究團(tuán)隊，16日在合肥宣布，“墨子號”量子科學(xué)實(shí)驗衛(wèi)星在國際上首次成功實(shí)現(xiàn)千公里級星地雙向量子糾纏分發(fā)。

6月16日，相關(guān)成果以封面論文的形式發(fā)表在權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上。潘建偉團(tuán)隊同日在位于合肥的中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)召開新聞發(fā)布會。

量子糾纏是指兩個或多個粒子共同組成的量子狀態(tài)，無論粒子之間相距多遠(yuǎn)，測量其中一個粒子必然影響其他粒子，就像有“心靈感應(yīng)”。愛因斯坦稱這種現(xiàn)象為“鬼魅般的超距作用”。

潘建偉解釋，量子糾纏非常脆弱，會隨著光子在光纖內(nèi)或地表大氣中的傳輸距離而衰減，以往的量子糾纏分發(fā)實(shí)驗只停留在百公里的距離。有兩種途徑可以擴(kuò)展量子糾纏分發(fā)的距離，一種是利用量子中繼，另一種是利用衛(wèi)星。

潘建偉說，星地間的自由空間信道在遠(yuǎn)程量子通信中比光纖更具可行性，“結(jié)合衛(wèi)星的幫助，可以在全球尺度上實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離的量子糾纏分發(fā)”。

2016年8月16日，中國成功發(fā)射“墨子號”，衛(wèi)星的科學(xué)任務(wù)之一是“雙向星地量子糾纏分發(fā)，實(shí)現(xiàn)大尺度量子非定域性檢驗”。當(dāng)“墨子號”過境時，它同時與青海德令哈站和云南麗江站兩個地面站建立光鏈路，量子糾纏光子對從衛(wèi)星到兩個地面站的總距離平均達(dá)2000公里，并以每秒1對的速度在地面相距超過1200公里的兩個站之間建立量子糾纏。

潘建偉介紹，在實(shí)現(xiàn)千公里級星地雙向量子糾纏分發(fā)的基礎(chǔ)上，還實(shí)現(xiàn)空間尺度下嚴(yán)格滿足“愛因斯坦定域性條件”的量子力學(xué)非定域性檢驗。

《科學(xué)》雜志封面上，“墨子號”從星空向地面發(fā)出的兩道激光宛如兩條腿，一前一后好似“邁出一步”。潘建偉也說，此次所獲成果也象征量子通信向?qū)嵱眠~進(jìn)一步，為未來開展大尺度量子網(wǎng)絡(luò)和量子通信實(shí)驗研究，以及開展外太空廣義相對論、量子引力等物理學(xué)基本原理的實(shí)驗檢驗奠定了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。

他還透露，“墨子號”其他科學(xué)任務(wù)比如高速星地量子密鑰分發(fā)、地星量子隱形傳態(tài)等均在有序進(jìn)行，預(yù)計在2017年年內(nèi)產(chǎn)出更多科學(xué)成果。(完)