“墨子号”率先实现千公里级量子纠缠分发

  1203公里！今天，中国科学技术大学潘建伟教授及其同事彭承志等组成的研究团队，联合中国科学院上海技术物理研究所王建宇研究组等对外宣布，其利用“墨子号”量子科学实验卫星在国际上率先成功实现了千公里级的星地双向量子纠缠分发。相关成果于6月16日以封面论文的形式发表在国际权威学术期刊《科学》杂志上。这为将来发展一种基于量子纠缠的量子保密通信奠定了基础。

 

  量子纠缠“鬼魅般的超距作用”在更远的距离上是否仍然存在，如何实现？早在2003年，潘建伟团队提出了利用卫星实现远距离量子纠缠分发的方案。“因为星地间的自由空间信道损耗小，在远程量子通信中比光纤更具可行性，结合卫星的帮助可以在全球尺度上实现超远距离的量子纠缠分发。”潘建伟解释。

 

  在此基础上，潘建伟团队于2005年在国际上首次实现了水平距离13公里（大于大气层垂直厚度）的自由空间双向量子纠缠分发。2010年，又在国际上首次实现了基于量子纠缠分发的16公里量子态隐形传输。“通过‘墨子号’向地面发射光子，每对处于纠缠状态的光子中的一个发向青海德令哈站，另一个发向云南丽江站，两个地面站之间的距离达到1203公里。这是世界上首次实现千公里量级的量子纠缠。”潘建伟表示。
这一重要成果为未来开展大尺度量子网络和量子通信实验研究，以及开展外太空广义相对论、量子引力等物理学基本原理的实验检验奠定了可靠的技术基础。正因为此，《科学》杂志几位审稿人称赞该成果是“兼具潜在实际现实应用和基础科学研究重要性的重大技术突破”，并断言“绝对毫无疑问将在学术界和广大的社会公众中产生非常巨大影响”。

 

  据了解，除了量子纠缠分发实验外，“墨子号”量子科学实验卫星的其他重要科学实验任务，包括高速星地量子密钥分发、地星量子隐形传态等，也在紧张顺利地进行中，预计今年会有更多的科学成果陆续发布。