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存放著機(jī)密文件的保險(xiǎn)箱被放入一個(gè)特殊裝置之后,可以突然消失,并且同一瞬間出現(xiàn)在相距遙遠(yuǎn)的另一個(gè)特定裝置中,被人方便地取出。記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉,日前,由中國(guó)科大和清華大學(xué)組成的聯(lián)合小組在量子態(tài)隱形傳輸技術(shù)上取得的新突破,可能使這種以往只能出現(xiàn)在科幻電影中的“超時(shí)空穿越”神奇場(chǎng)景變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
據(jù)聯(lián)合小組研究成員彭承志教授介紹,作為未來(lái)量子通信網(wǎng)絡(luò)的核心要素,量子態(tài)隱形傳輸是一種全新的通信方式,它傳輸?shù)牟辉偈墙?jīng)典信息,而是量子態(tài)攜帶的量子信息。
“在經(jīng)典狀態(tài)下,一個(gè)個(gè)獨(dú)立的光子各自攜帶信息,通過(guò)發(fā)送和接收裝置進(jìn)行信息傳遞。但是在量子狀態(tài)下,兩個(gè)糾纏的光子互為一組,互相關(guān)聯(lián),并且可以在一個(gè)地方神秘消失,不需要任何載體的攜帶,又在另一個(gè)地方瞬間神秘出現(xiàn)。量子態(tài)隱形傳輸利用的就是量子的這種特性,我們首先把一對(duì)攜帶著信息的糾纏的光子進(jìn)行拆分,將其中一個(gè)光子發(fā)送到特定位置,這時(shí),兩地之間只需要知道其中一個(gè)光子的即時(shí)狀態(tài),就能準(zhǔn)確推測(cè)另外一個(gè)光子的狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)類(lèi)似‘超時(shí)空穿越’的通信方式!迸沓兄菊f(shuō)。
據(jù)介紹,量子態(tài)隱形傳輸一直是學(xué)術(shù)界和公眾的關(guān)注焦點(diǎn)。1997年,奧地利蔡林格小組在室內(nèi)首次完成了量子態(tài)隱形傳輸?shù)脑硇詫?shí)驗(yàn)驗(yàn)證。2004年,該小組利用多瑙河底的光纖信道,成功地將量子“超時(shí)空穿越”距離提高到600米。但由于光纖信道中的損耗和環(huán)境的干擾,量子態(tài)隱形傳輸?shù)木嚯x難以大幅度提高。
2004年,中國(guó)科大潘建偉、彭承志等研究人員開(kāi)始探索在自由空間實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的量子通信。在自由空間,環(huán)境對(duì)光量子態(tài)的干擾效應(yīng)極小,而光子一旦穿透大氣層進(jìn)入外層空間,其損耗更是接近于零,這使得自由空間信道比光纖信道在遠(yuǎn)距離傳輸方面更具優(yōu)勢(shì)。
據(jù)悉,該小組早在2005年就在合肥創(chuàng)造了13公里的自由空間雙向量子糾纏“拆分”、發(fā)送的世界紀(jì)錄,同時(shí)驗(yàn)證了在外層空間與地球之間分發(fā)糾纏光子的可行性。2007年開(kāi)始,中國(guó)科大——清華大學(xué)聯(lián)合研究小組在北京架設(shè)了長(zhǎng)達(dá)16公里的自由空間量子信道,并取得了一系列關(guān)鍵技術(shù)突破,最終在2009年成功實(shí)現(xiàn)了世界上最遠(yuǎn)距離的量子態(tài)隱形傳輸,證實(shí)了量子態(tài)隱形傳輸穿越大氣層的可行性,為未來(lái)基于衛(wèi)星中繼的全球化量子通信網(wǎng)奠定了可靠基礎(chǔ)。
據(jù)悉,該成果已經(jīng)發(fā)表在6月1日出版的英國(guó)《自然》雜志子刊《自然•光子學(xué)》上,并引起了國(guó)際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。(記者熊潤(rùn)頻)
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