量子“密鑰”衛(wèi)星讓全球安全通信不再是夢(mèng)

據(jù)報(bào)道，中國人將嘗試“隱形傳送”量子態(tài)，即在一個(gè)新位置重建某個(gè)光子的量子態(tài)。加拿大、日本、意大利和新加坡的研究人員也透露了在太空中進(jìn)行量子實(shí)驗(yàn)的計(jì)劃，包括建議在國際空間站進(jìn)行的一個(gè)實(shí)驗(yàn)。中國的這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)將嘗試創(chuàng)造出一種高效可靠的量子隱形傳態(tài)方法。研究人員說，實(shí)現(xiàn)了量子隱形傳態(tài)后，便能制造出一種分辨率極高的望遠(yuǎn)鏡。

伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校的物理學(xué)家保羅·奎亞特說：“你不僅能看到那些行星，理論上來說，還能看清木星衛(wèi)星上的車輛牌照。”奎亞特參與了美國航空航天局的項(xiàng)目。

這個(gè)中國航天器的首項(xiàng)任務(wù)便是將光子對(duì)發(fā)射到北京和維也納的地面接收站中，從而形成密鑰。但是，隨著研究工作的進(jìn)行，這顆衛(wèi)星可能很快便會(huì)迎來其他衛(wèi)星的加入。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理學(xué)家陸朝陽說：“如果首顆衛(wèi)星表現(xiàn)不錯(cuò)，中國肯定會(huì)發(fā)射更多。”若要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)連接全世界的通信網(wǎng)絡(luò)，大約需要部署20顆衛(wèi)星。

英媒稱，中國科學(xué)家將發(fā)射世界首顆“量子衛(wèi)星”，這有朝一日或許有助于建立一個(gè)極其安全的全球通信網(wǎng)絡(luò)。

據(jù)報(bào)道，這個(gè)重達(dá)1300磅(約合590千克)的航天器中，含有一塊能夠產(chǎn)生糾纏光子對(duì)的晶體，這些光子對(duì)將被發(fā)射到中國和奧地利的地面衛(wèi)星接收站中，從而形成一個(gè)“密鑰”。該衛(wèi)星計(jì)劃于本月晚些時(shí)候在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心進(jìn)行發(fā)射。如果這一為期兩年的研究任務(wù)的初期實(shí)驗(yàn)?zāi)軌颢@得成功，那么可能很快就會(huì)再發(fā)射多顆衛(wèi)星。

研究人員正在努力證明粒子即使相距極遠(yuǎn)——該研究的實(shí)驗(yàn)距離約為750英里(約合1200公里)——也能保持糾纏。此前為證明量子通信所做的研究顯示，這一距離最長為180英里出頭?，F(xiàn)在科學(xué)家們希望，太空中的光子傳播能夠?qū)⑦@一距離變得更長。該研究任務(wù)為期兩年。在此期間，中國研究人員將進(jìn)行貝爾測試，以證明在這樣一種超遠(yuǎn)距離下，糾纏依然存在。

某雜志解釋道，通過空氣和光纖時(shí)，光子會(huì)被分散或吸收，這給脆弱的量子態(tài)的保持帶來了挑戰(zhàn)。但光子在太空中的傳播卻更平順。實(shí)現(xiàn)此等距離的量子通信將使建立安全的全球通信網(wǎng)絡(luò)成為可能，通信雙方能夠使用一個(gè)共享的密鑰進(jìn)行交流。

在量子物理學(xué)中，糾纏粒子即使相隔極遠(yuǎn)，也會(huì)保持相互連接。因此，其中一個(gè)粒子的動(dòng)作會(huì)影響另一個(gè)粒子的行為。如果某個(gè)人試圖在一端竊聽，那么另一端就能檢測到這種通信干擾。