中国科学家已达成量子通讯的里程碑。他们能够用去年八月发行的卫星发射一对缠结光子,距离超过1,2000公里(745英里),超越前一次100公里(62英里)的记录。
中国研究团队从量子卫星墨子号发射讯息到三座地面通讯站,每座相距1,200公里。该卫星有雷射系统和光束分离器,可以创造两道不同的光偏振。该系统只能以两种方式使光子震荡,一种是透过发号器,另一种是接收器。
该座卫星是由中国科学院执行,但本质上是一项国际计划。欧洲接收站目前由维也纳大学和奥地利科学院管理。该任务如果成功,不久后将带来欧亚量子加密网络。这项成功的研究将被发表在Science杂志中。
量子通讯靠着量子缠结运作,这就是爱因斯坦所称的“鬼魅似的远距作用(spooky action at a distance)”。大致的概念就是创造一个由多个相互连结的微粒组成的量子系统。因此,当一个粒子被操控,其他的粒子就算离很远,也会马上被影响。
这样的状况显然是非常脆弱,可以显示出长途通讯的最大障碍。尽管如此,纤维光学成功地以分程传递的方式传讯息。虽然量化信息必须在每个中继站一样重新发布一次,透过沿路段放置站点,研究人员依旧可以增加传输涵盖的距离。但这不能当作全球量子网络的永久办法。
研究员也有用无网络系统在移动式和固定式的传输器适当地运作。讯号的遗失比率约是距离的平方,因此目标距离多两倍,接收到的讯号就会少于的四倍。无线量子传输器需要和目标物之间保持一道清晰的视线。因为讯号会流失,加上大气乱流,无线的方式只限传递几百公尺而已。
这项卫星实验不只是技术测试,也是精密的基础物理实验,它测试了量子缠结的状况,称作贝尔不等式(Bell’s inequality)。和之前任何的实验相比,可说是又更近了一步,证明了量子缠结是“鬼魅的”,但是没有人故弄玄虚,这就是宇宙真实的现象。
因为这项展示和加拿大近期支持量子卫星,全球量子通讯的时代就快要来临了。
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