量子态隐形传输

2010.07.16 09:00
来源: 《求是》     期号:     作者:
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  量子是对原子、电子、光子等物质基本单元的统称。在量子世界中存在一种类似“心电感应”的现象,即通常所说的“量子纠缠”。量子态隐形传输就是指利用量子纠缠技术,借助卫星网络、光纤网络等经典信道,传输量子态携带的量子信息。量子态隐形传输是一种全新的通信方式,它传输的不再是经典信息而是量子态携带的信息,是未来量子通信网络的核心要素。与传统的通信方式相比,量子通信具有绝对安全性和超高信道容量等明显优势。

  1997年奥地利蔡林格小组在室内首次完成了量子态隐形传输的原理性实验验证,2004年该小组利用多瑙河底的光纤信道,成功地将量子态隐形传输距离提高到600米。但由于光纤信道中的损耗和环境干扰,量子态隐形传输的距离难以大幅度提高。2004年,中国科技大学潘建伟、彭承志等研究人员开始探索在自由空间实现更远距离的量子通信。在自由空间,环境对光量子态的干扰效应极小,而光子穿透大气层进入外层空间,其损耗更接近于零,这使得自由空间信道比光纤信道在远距离传输方面更具优势。2005年该小组在合肥创造了13公里的自由空间双向量子纠缠分发的纪录,同时验证了在外层空间与地球之间分发纠缠光子的可行性。从2007年开始,中国科技大学-清华大学联合研究小组在北京八达岭与河北怀来之间架设了长达16公里的自由空间量子信道,并取得了一系列关键技术突破,最终在2009年成功实现了目前世界上最远距离的量子态隐形传输。这证实了量子态隐形传输穿越大气层的可行性,为未来卫星中继的全球化量子通信网奠定了可靠基础。预计今后10年内可能实现全球化量子通信,这对于今后的通信网络发展和信息处理都具有重要革新意义。

  资料整理:林巧燕

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