143千米：量子傳輸新紀(jì)錄

143千米：量子傳輸新紀(jì)錄在奧地利物理學(xué)家安東•塞林格（AntonZeilinger）的領(lǐng)導(dǎo)下，一個(gè)國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了量子態(tài)在拉帕爾馬島（LaPalma）和特內(nèi)里費(fèi)島（Tenerife，與前者均屬加納利群島CanaryIslands）之間的傳輸，傳輸距離超過(guò)143公里，打破了幾個(gè)月前剛由中國(guó)研究者創(chuàng)下的97千米記錄。然而破記錄并不是科學(xué)家的首要目標(biāo)。該實(shí)驗(yàn)為量子化全球信息網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建提供了基礎(chǔ)，其中，相較于傳統(tǒng)技術(shù)，量子力學(xué)效應(yīng)使得信息交換更安全，某些運(yùn)算的執(zhí)行更高效。在未來(lái)的“量子互聯(lián)網(wǎng)”中，量子態(tài)隱形傳輸將成為量子計(jì)算機(jī)間信息傳輸?shù)拿荑€協(xié)議。在量子態(tài)隱形傳輸實(shí)驗(yàn)中，原則上，量子態(tài)而非實(shí)物可以在任意遠(yuǎn)的距離間彼此交換。即使不知道接收者的確切位置，該過(guò)程同樣能夠進(jìn)行。這種交換同樣可以用于傳輸信息或作為未來(lái)量子計(jì)算機(jī)的一個(gè)操作。在這些應(yīng)用中，載有量子態(tài)編碼信息的光子必須可靠地完成遠(yuǎn)距離傳輸，并保證脆弱的量子態(tài)無(wú)損。在這一實(shí)驗(yàn)中，奧地利物理學(xué)家已經(jīng)建立起一個(gè)量子連接，適用于超過(guò)100千米的量子態(tài)隱形傳輸，開(kāi)拓了新的視野。參與實(shí)驗(yàn)的一名科學(xué)家馬曉松（音譯）稱：“實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)達(dá)143千米的量子態(tài)隱形傳輸一直是個(gè)巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)?！惫庾颖仨氃趦蓚€(gè)島嶼間的紊流大氣中傳遞。在這么遠(yuǎn)距離的傳輸實(shí)驗(yàn)中，光纖的信號(hào)損失過(guò)于嚴(yán)重，并不適用。為了達(dá)到目標(biāo)，科學(xué)家實(shí)施了一系列技術(shù)創(chuàng)新。來(lái)自德國(guó)加興（Garching）馬克斯普朗克量子光學(xué)研究所（MaxPlanckInstituteforQuantumOptics）的一個(gè)理論研究組和加拿大滑鐵盧大學(xué)（UniversityofWaterloo）的實(shí)驗(yàn)組為此提供了支持。馬教授也稱：“一種叫積極前饋的方法是我們實(shí)驗(yàn)成功的重要一步，這是我們首次在遠(yuǎn)距離實(shí)驗(yàn)中使用這種方法。它幫助我們將傳輸速率提高了一倍?！痹诜e極前饋協(xié)議中，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)和量子信息一起被發(fā)送，這使接收者更高效地解碼傳送的信號(hào)?！拔覀兊膶?shí)驗(yàn)表明，今天量子技術(shù)已日趨成熟，可以在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮巨大的作用?！卑矕|•塞林格（AntonZeilinger）說(shuō)道，“下一步就是基于衛(wèi)星的量子態(tài)隱形傳輸，這將使量子通信在全球范圍內(nèi)成為可能。我們現(xiàn)在已經(jīng)朝著這個(gè)方向邁出了重要的一步，接下來(lái)將利用我們的專業(yè)知識(shí)，與中國(guó)科學(xué)院的同僚進(jìn)行一項(xiàng)國(guó)際合作。我們的目標(biāo)是發(fā)射一顆量子衛(wèi)星?！濒旂晏?#8226;爾森（RupertUrsin）自2019年起就與塞林格（Zeilinger）合作進(jìn)行長(zhǎng)距離量子傳輸實(shí)驗(yàn)，他補(bǔ)充道：“我們的最新成果展現(xiàn)出一幅非常鼓舞人心的圖景，在未來(lái)的實(shí)驗(yàn)中，我們將能在地球和衛(wèi)星間或兩個(gè)衛(wèi)星間交換信號(hào)。”近地軌道衛(wèi)星通常飛行于地球表面上空200至1200千米范圍內(nèi)。例如，國(guó)際空間站（InternationalSpaceStation）就位于高約400千米的軌道上?！霸诖┻^(guò)大氣傳輸?shù)耐局?，有上千種因素造成信號(hào)衰減，但我們?cè)O(shè)法完成了量子態(tài)隱