之 涵/编译

“量子纠缠”达到新高度

之 涵/编译

图1 这颗名为“墨子号”的量子科学卫星成功地将成对偏振纠缠光子从近地轨道分发至位于青海德令哈和云南丽江的两个相距1 200公里的地面站。这种基于卫星的纠缠分发可成为高度安全的量子通信网络的基础

● 卫星可将纠缠光子对分发至相距1 200公里的两个城市，这为全球量子通信网络开辟了广阔前景。

2016年8月，当潘建伟看到长征火箭从中国酒泉卫星发射中心发射时，他几乎喜极而泣。该火箭搭载的量子科学卫星，是中国科技大学（USTC）潘建伟教授与其同事花了5年时间研制并不断完善的成果。为了获得6.5亿元的项目资金，他花了很多精力游说。当最终看到它离开地面，他说：“简直是一种解脱。”

这颗卫星以中国古代哲学家墨子的名字命名，被称为“墨子号”，将成为一个实验量子通信网络中枢。首先，卫星从近地太阳同步轨道将成对的偏振纠缠光子依次发射到中国的两个地面站（见图1）。通过这样的传输，两个地面站之间可以秘密交换信息：量子力学认为，一对纠缠光子无论相距多远，测量一个光子可瞬时决定另一个光子的状态。由于第三方不破坏光子的纠缠就无法干预光子，所以就没有办法实现窃听而不被发现。

在量子力学领域，没有任何东西能够限制两个光子实现纠缠的距离。但是，它们彼此之间距离越远，其脆弱的量子态就越有可能被周围的环境所干扰。从20世纪90年代开始，潘建伟就有了构建量子网络的设想，当时相距数米长度范围内的纠缠都有待证实。……