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143公里“幽灵通信”:量子隐形传输新记录

据国外媒体报道,欧洲空间局位于加那利群岛的光学观测站创造了一项新的世界纪录,实现了跨越143公里的量子态隐形传输。来自奥地利、加拿大、德国以及挪威的研究人员将一个光子的物理特性通过量子态隐形传输发送往另一处的一个粒子,实现了位于拉帕尔马卡普坦望远镜与欧洲空间局特内里费岛光学观测站之间143公里的“隐形传输”。

 

欧洲空间局两处相距143公里的观测站之间实现了量子态隐形传输

本项研究成果已经发表在最新的《自然》杂志上,科学家认为一旦两个粒子之间发生纠缠,那么它们之间似乎就建立起了某种联系,无论两个粒子距离多么遥远,其中一个粒子状态的改变也会引起另一个粒子的变化,而这之间并没有任务物理信号的传递。爱因斯坦对量子纠缠的现象也感到困惑,被喻为幽灵般的超距离作用,现在科学家希望通过这项技术实现量子通信。

根据欧洲空间局负责该项目的研究人员埃里克·威尔(Eric Wille)介绍:“这是一次成功的远距离量子通信,第一次在实验室条件下实现了量子态隐形传输,该项目的挑战在于两个光子之间的距离达到了143公里,尽管距离遥远以及在大气扰动的情况下,两个光子之间仍然可以实现量子态隐形传输。”

在进行涉及量子纠缠的低信噪比实验中,需要非常小心,需要安装超低噪音的光子探测器,以及一个单独进程的量子纠缠被用于维持两个测试站的时钟同步,控制在三十亿分之一秒之内。这些实验条件有助于确保探测到光子,最好的GPS信号能够控制在一百亿分之一秒内。即使有了这样的测试精度,该团队由于恶劣的天气被迫将该实验推迟了一年,而在2011年的实验却以失败告终。

两处欧洲空间局的观测站位于2400米海拔之上,不得不面对一些恶劣的气象条件,比如大雨、雾、大风或者大雪天气,甚至是沙尘暴,但是实验终于在五月份开始进行,并最终创造了量子态隐形传输的新记录。根据奥地利科学家博士鲁珀特·乌尔辛(Rupert Ursin)介绍:“我们下一步将会在地面观测站与地球轨道卫星之间建立一次量子态隐形传输的实验,验证实现全球范围内量子通信的可能性。”

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