新華社合肥6月4日電(記者熊潤頻)存放著機(jī)密文件的保險箱被放入一個特殊裝置之后，可以突然消失，并且同一瞬間出現(xiàn)在相距遙遠(yuǎn)的另一個特定裝置中，被人方便地取出。記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，日前，由中國科大和清華大學(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“超時空穿越”神奇場景變?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，一個個獨(dú)立的光子各自攜帶信息，通過發(fā)送和接收裝置進(jìn)行信息傳遞。但是在量子狀態(tài)下，兩個糾纏的光子互為一組，互相關(guān)聯(lián)，并且可以在一個地方神秘消失，不需要任何載體的攜帶，又在另一個地方瞬間神秘出現(xiàn)。量子態(tài)隱形傳輸利用的就是量子的這種特性，我們首先把一對攜帶著信息的糾纏的光子進(jìn)行拆分，將其中一個光子發(fā)送到特定位置，這時，兩地之間只需要知道其中一個光子的即時狀態(tài)，就能準(zhǔn)確推測另外一個光子的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)類似‘超時空穿越’的通信方式。”彭承志說。
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)驗驗證。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，中國科大潘建偉、彭承志等研究人員開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。
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，同時驗證了在外層空間與地球之間分發(fā)糾纏光子的可行性。2007年開始，中國科大——清華大學(xué)聯(lián)合研究小組在北京架設(shè)了長達(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《自然》雜志子刊《自然·光子學(xué)》上，并引起了國際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。
|
