143千米：量子傳輸新紀錄

143千米：量子傳輸新紀錄在奧地利物理學家安東•塞林格（AntonZeilinger）的領導下，一個國際研究團隊已經(jīng)成功實現(xiàn)了量子態(tài)在拉帕爾馬島（LaPalma）和特內里費島（Tenerife，與前者均屬加納利群島CanaryIslands）之間的傳輸，傳輸距離超過143公里，打破了幾個月前剛由中國研究者創(chuàng)下的97千米記錄。然而破記錄并不是科學家的首要目標。該實驗為量子化全球信息網(wǎng)絡的構建提供了基礎，其中，相較于傳統(tǒng)技術，量子力學效應使得信息交換更安全，某些運算的執(zhí)行更高效。在未來的“量子互聯(lián)網(wǎng)”中，量子態(tài)隱形傳輸將成為量子計算機間信息傳輸?shù)拿荑€協(xié)議。在量子態(tài)隱形傳輸實驗中，原則上，量子態(tài)而非實物可以在任意遠的距離間彼此交換。即使不知道接收者的確切位置，該過程同樣能夠進行。這種交換同樣可以用于傳輸信息或作為未來量子計算機的一個操作。在這些應用中，載有量子態(tài)編碼信息的光子必須可靠地完成遠距離傳輸，并保證脆弱的量子態(tài)無損。在這一實驗中，奧地利物理學家已經(jīng)建立起一個量子連接，適用于超過100千米的量子態(tài)隱形傳輸，開拓了新的視野。參與實驗的一名科學家馬曉松（音譯）稱：“實現(xiàn)遠達143千米的量子態(tài)隱形傳輸一直是個巨大的技術挑戰(zhàn)?！惫庾颖仨氃趦蓚€島嶼間的紊流大氣中傳遞。在這么遠距離的傳輸實驗中，光纖的信號損失過于嚴重，并不適用。為了達到目標，科學家實施了一系列技術創(chuàng)新。來自德國加興（Garching）馬克斯普朗克量子光學研究所（MaxPlanckInstituteforQuantumOptics）的一個理論研究組和加拿大滑鐵盧大學（UniversityofWaterloo）的實驗組為此提供了支持。馬教授也稱：“一種叫積極前饋的方法是我們實驗成功的重要一步，這是我們首次在遠距離實驗中使用這種方法。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?！拔覀兊膶嶒灡砻?，今天量子技術已日趨成熟，可以在實際應用中發(fā)揮巨大的作用。”安東•塞林格（AntonZeilinger）說道，“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成為可能。我們現(xiàn)在已經(jīng)朝著這個方向邁出了重要的一步，接下來將利用我們的專業(yè)知識，與中國科學院的同僚進行一項國際合作。我們的目標是發(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）合作進行長距離量子傳輸實驗，他補充道：“我們的最新成果展現(xiàn)出一幅非常鼓舞人心的圖景，在未來的實驗中，我們將能在地球和衛(wèi)星間或兩個衛(wèi)星間交換信號?！苯剀壍佬l(wèi)星通常飛行于地球表面上空200至1200千米范圍內。例如，國際空間站（InternationalSpaceStation）就位于高約400千米的軌道上?！霸诖┻^大氣傳輸?shù)耐局校猩锨ХN因素造成信號衰減，但我們設法完成了量子態(tài)隱