我國取得量子態隱形傳輸技術突破 超時空穿越或實現

我國科學家首次實現遠距離自由空間量子態隱形傳輸 為全球化量子通信奠定基礎

    新華網合肥６月４日電（記者熊潤頻）存放著機密文件的保險箱被放入一個特殊裝置之后，可以突然消失，并且同一瞬間出現在相距遙遠的另一個特定裝置中，被人方便地取出。記者從中國科學技術大學獲悉，日前，由中國科大和清華大學組成的聯合小組在量子態隱形傳輸技術上取得的新突破，可能使這種以往只能出現在電影中的“超時空穿越”神奇場景變為現實。

    據聯合小組研究成員彭承志教授介紹，作為未來量子通信網絡的核心要素，量子態隱形傳輸是一種全新的通信方式，它傳輸的不再是經典信息，而是量子態攜帶的量子信息。
    “在經典狀態下，一個個獨立的光子各自攜帶信息，通過發送和接收裝置進行信息傳遞。但是在量子狀態下，兩個糾纏的光子互為一組，互相關聯，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。量子態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行拆分，將其中一個光子發送到特定位置，這時，兩地之間只需要知道其中一個光子的即時狀態，就能準確推測另外一個光子的狀態，從而實現類似‘超時空穿越’的通信方式。”彭承志說。
據介紹，量子態隱形傳輸一直是學術界和公眾的關注焦點。１９９７年，奧地利蔡林格小組在室內首次完成了量子態隱形傳輸的原理性實驗驗證。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境的干擾，量子態隱形傳輸的距離難以大幅度提高。
    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現更遠距離的量子通信。在自由空間，環境對光量子態的干擾效應極小，而光子一旦穿透大氣層進入外層空間，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距離傳輸方面更具優勢。
    據悉，該小組早在２００５年就在合肥創造了１３公里的自由空間雙向量子糾纏“拆分”、發送的世界紀錄，同時驗證了在外層空間與地球之間分發糾纏光子的可行性。２００７年開始，中國科大——清華大學聯合研究小組在北京架設了長達１６公里的自由空間量子信道，并取得了一系列關鍵技術突破，最終在２００９年成功實現了世界上最遠距離的量子態隱形傳輸，證實了量子態隱形傳輸穿越大氣層的可行性，為未來基于衛星中繼的全球化量子通信網奠定了可靠基礎。
    據悉，該成果已經發表在６月１日出版的英國《自然》雜志子刊《自然?光子學》上，并引起了國際學術界的廣泛關注。

來源： 新華網