中國打破衛星量子通訊的紀錄,創下世界上最遠的距離!

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中國科學家已達成量子通訊的里程碑。他們能夠用去年八月發行的衛星發射一對纏結光子,距離超過1,2000公里(745英哩),超越前一次100公里(62英哩)的記錄。

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中國研究團隊從量子衛星墨子號發射訊息到三座地面通訊站,每座相距1,200公里。該衛星有雷射系統和光束分離器,可以創造兩道不同的光偏振。該系統只能以兩種方式使光子震盪,一種是透過發號器,另一種是接收器。

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該座衛星是由中國科學院執行,但本質上是一項國際計畫。歐洲接收站目前由維也納大學和奧地利科學院管理。該任務如果成功,不久後將帶來歐亞量子加密網路。這項成功的研究將被發表在Science雜誌中。

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量子通訊靠著量子纏結運作,這就是愛因斯坦所稱的「鬼魅似的遠距作用(spooky action at a distance)」。大致的概念就是創造一個由多個相互連結的微粒組成的量子系統。因此,當一個粒子被操控,其他的粒子就算離很遠,也會馬上被影響。

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這樣的狀況顯然是非常脆弱,可以顯示出長途通訊的最大障礙。儘管如此,纖維光學成功地以分程傳遞的方式傳訊息。雖然量化信息必須在每個中繼站一樣重新發布一次,透過沿路段放置站點,研究人員依舊可以增加傳輸涵蓋的距離。但這不能當作全球量子網路的永久辦法。

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研究員也有用無網路系統在移動式和固定式的傳輸器適當地運作。訊號的遺失比率約是距離的平方,因此目標距離多兩倍,接收到的訊號就會少於的四倍。無線量子傳輸器需要和目標物之間保持一道清晰的視線。因為訊號會流失,加上大氣亂流,無線的方式只限傳遞幾百公尺而已。

這項衛星實驗不只是技術測試,也是精密的基礎物理實驗,它測試了量子纏結的狀況,稱作貝爾不等式(Bell’s inequality)。和之前任何的實驗相比,可說是又更近了一步,證明了量子纏結是「鬼魅的」,但是沒有人故弄玄虛,這就是宇宙真實的現象。

因為這項展示和加拿大近期支持量子衛星,全球量子通訊的時代就快要來臨了。

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語音合成由賽微科技提供

來源:IFLSCIENCE