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中国卫星击败量子纠缠的距离记录

点击量:   时间:2018-01-10 01:03:14

Jin Liwang Xinhua / eyevine作者Anil Ananthaswamy在发射世界上唯一的量子通信卫星不到一年之后,中国研究人员首次将纠缠光子从太空发送到地球上的地面站 “这是迈向全球安全量子通信的第一步,甚至可能是量子互联网,”奥地利维也纳大学量子物理专家Anton Zeilinger说安全量子网络的构建块之一是在两方之间交换纠缠光子的能力当一对光子是纠缠粒子时,测量一个光子会立即影响另一个光子的状态,而不管它们之间的距离为了创建加密密钥,Alice和Bob这两方使用了对纠缠光子对的一系列测量结果然后,密钥可用于加密通过常规信道发送的消息二人组还可以检测到试图拦截并重新传输纠缠光子的入侵者的存在,因为这样做会破坏纠缠去年,中国的研究人员在爱丽丝和鲍勃之间建立了记录分离:使用非商业的高质量光纤,在404公里的距离内交换纠缠光子现在,中国卫星Micius发送到地面站的光子对被保存了1203公里,这是一个新纪录 “我们用了将近14年的时间来管理这一成就,”合肥中国科技大学的Jian-Wei Pan说他们首先必须确保它们的纠缠光子源能够在发射的严酷条件下存活,并且在穿过厚约10公里的低层大气层时,纠缠的光子不会被破坏在对这些技术进行成功的地面测试后,例如使用小型望远镜将光子聚焦到遥远的接收器上,2016年8月,中国将Micius发射到海拔约500公里的轨道上,因此它将在中国同样的路径上行驶每晚的时间接下来的挑战是地面站跟踪快速移动的卫星,并建立光学链路以接收纠缠光子西藏德令哈的三台光学望远镜,以及中国西北的丽江和南山都锁定了这颗卫星,这颗卫星每晚都会突然出现一次地面站使用自适应光学 - 这种技术可以实时测量地球大气的湍流并抵消其模糊效应他们还利用技术过滤月光和城市的光污染,以减少与卫星光链路的噪音对于中国卫星的每次通过,发生在夜间约275秒,它必须同时建立两个这样的下行链路,在德令哈和丽江之间(相隔1203公里)或德林加和南山(相隔1120公里)如果我们使用光纤在1200千米以上的地球上分布成对的纠缠光子对,信号强度随距离的损失意味着我们每秒只能传输一对中国的卫星打破了这个障碍 “我们已经将分销效率提高了12个数量级,而不是以前的技术,”潘说 Zeilinger印象深刻 “这是一项非常重要的成就,”他说 “它证明了中国真的能够掌握这项技术,特别是光学跟踪卫星并拥有下行链路的技术”潘说,下一步是在白天运行,这意味着应对更多的光污染太阳,可以破坏纠缠,并将卫星发送到更高的轨道,使它们可以看到更长的时间 “那么它对于安全的量子通信来说将是一个非常有用和激进的系统,”潘说该团队还测试了量子力学的基本原理爱因斯坦认为,由于量子力学允许纠缠,他嘲笑为“远距离的幽灵行动”,它必须是一个不完整的理论,并且必须有一个潜在的现实来解释这种古怪但是,对地震台对之间的纠缠光子所做的测试表明,量子古怪是真实的,无法通过任何爱因斯坦隐藏现实的概念来解释阅读更多:为什么量子卫星将使各州难以窥探期刊参考:科学,DOI:10.1126 / science.aan3211关于这些主题的更多信息: