中国量子通信技术获得突破 真正意义遭外行误解

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1、中国量子通信技术获得突破真正意义遭外行误解2010年06月23日11:07:46　来源：中国青年报   量子通信是量子力学和经典通信的交叉学科，有着传统通信方式所不具备的绝对安全特性，在国家安全、金融等信息安全领域有着重大的应用价值和前景。图为试验者在做量子通信试验。    听起来，这并不像是一个复杂的实验：位于北京八达岭长城脚下的送信者，要向站在河北省张家口市怀来县的收信者发出一段信息。    这段距离仅有16公里，在晴朗的白天，他们彼此甚至目力可及。只是，这并不是一封信、手机短信或电子邮件，而是好像“时钟指针”一样表示着量子运动状态的量子态。    这已经是量子态目前

2、在世界上跑出的最长距离。6月1日，世界顶级科学刊物《自然》杂志的子刊《自然·光子学》以封面论文的形式，刊登了这项成果：一个量子态在八达岭消失后，在并没有经过任何载体的情况下，瞬间出现在了16公里以外。实验的名称叫做自由空间量子隐形传态，由中国科学技术大学与清华大学组成的联合小组完成。    美国国际科技信息网站盛赞，这一成果代表着量子通信应用的巨大飞跃。    想要给大家都讲明白实在是一件痛苦的事    这确实是一个难以令人理解的研究领域，面对抱着巨大好奇心的公众，研究者不禁感到苦恼，“想要给大家都讲明白实在是一件痛苦的事”。    早在3年前，中科大前校长朱清时院士在形

3、容负责组建联合小组的中科大教授潘建伟时也声称，潘在量子通信领域的工作“对于一般人来说是难以理解的”，“不然会感到更强的震撼力”。    一切还要从量子说起。量子是不可分的最小能量单位，“光量子”就是光的最小单位。    在奇特的量子世界里，量子存在一种奇妙的“纠缠”运动状态。中科大量子信息实验室教授彭承志愿意将一对纠缠状态下的光子比作有着“心电感应”的两个粒子。再用个更贴切的比喻，纠缠光子就好像一对“心有灵犀”的骰子，甲乙两人身处两地，分别各拿其中一个骰子，甲随意掷一下骰子是5点，与此同时，乙手中的骰子会自动翻转到5点。    事实上，乙甚至根本不需要知道也不能查看自己手

4、中究竟握着几点。因为在物理学上，每一次对纠缠光子的测量都会破坏原有的状态，“就像冰淇淋，你必须尝一口才知道它的味道。但当你尝了一口时，冰淇淋就已经发生改变。”一个专业人士这样解释。    因此，甲只需要通过电话、短信等渠道告诉乙，自己刚刚掷出了5点。乙即便不用摊开手掌，也可以知道自己手边这个“心电感应”的骰子也成了5点。    这听起来就像一场魔术表演。只是，甲和乙之间传送的只是类似“转成5点”之类的信息，而不是实物。    这是目前量子态在自由空间中隐形传输的最远距离    这段16公里的旅程创造了新的世界纪录，这是目前这个星球中量子态在自由空间中所能隐形传输的最远距离

5、。    事实上，在量子态隐形传输经历的漫长旅程中，每一点距离的进步都可以被视为一座里程碑。1997年年底，位于奥地利的蔡林格研究小组首次在实验平台上几米的距离内成功地进行了这一实验。    虽然当时的传输距离仅达数米，但美国《科学》杂志却将其列为该年度全球十大科技进展。《科学》杂志的评语是：    “尽管想要看到《星际旅行》中‘发送我吧’这样的场景，我们还得等上一些年，但量子态隐形传输这项发现，预示着我们将进入由具有不可思议的能力的量子计算机发展而带来的新时代。”    科幻电影《星际旅行》至今仍在科幻娱乐史上排名榜首。它讲述了人类的梦想：宇航员在特殊装置中平静地说一句

6、，“发送我吧，苏格兰人”，他就会瞬间转移到外星球。    在经典游戏“暗黑破坏神”中，女巫角色的技能是“瞬间转移”。只要施展这个魔法，女巫就会伴着一道闪光消失，并出现在任意一个想去的地方。    “这种现象，与量子态隐形传输很类似。”一位联合小组成员谨慎地选择着用词。当然，它们并不相同。在这项实验中，被传输的是信息而并非实物。       1999年，蔡林格研究小组的论文又与伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论等重大研究成果一起，被英国《自然》杂志选为“百年物理学21篇经典论文”。    而就在那时，这篇论文作者栏中一个26岁的年轻人，就是当时在奥地利维也纳大学从事研究工作

7、的潘建伟。    不过接下来，发展并不算顺利。直到2004年，蔡林格小组才利用多瑙河底的光纤信道，将量子隐形传态距离提高到600米。    这次中国的实验在技术上有了重大创新，光子在传播过程中会因偏振而引起变化，联合小组的科学家们对此进行了“正反馈”，即用简单的光学器械控制住光子的偏振态，使这次实验的保真度最终达到了89％。也就是说，“尽管不能正确无误地发送每一个码，但信息是可以传送的”。    “如果地点允许，我们本来希望能达到20公里。”联合小组成员、清华大学物理系副研究员蒋硕觉得很遗憾。他在一间窗台上生长着翠绿爬藤的办公