彭承志表示 , 这样就从最早的远距离量子通信问题 , 衍生出许多空间量子科学相关领域 。 这些领域共同构成整个空间量子科学实验大领域 。
彭承志介绍道 , 2016年成功发射“墨子号”卫星 , 在卫星帮助下 , 他们在国际上率先开展了系列空间量子科学实验 。 他们实现了千公里级量子密钥分发 , 分发速率约1kbps , 比同距离光纤提高20个数量级;还实现了千公里级地星量子隐形传态 , 千公里级星地双向量子纠缠分发 , 以及空间尺度严格满足“爱因斯坦”量子力学的非定域性检验 。
他们第一次利用量子卫星在地球引力场中 , 对尝试融合广义相对论和量子力学的模型进行检验 。 他们检验了“事件形式”模型的参数 , 在500公里轨道排除了“事件形式”理论预言的引力导致纠缠退相干现象 。 他们还把量子密钥分发和时间频率的传递结合 , 首次实现量子安全时间传递 。
“未来 , 通过“墨子号”、京沪干线的成功实施 , 我们可能率先凝聚一个共识:打造一个天地一体、广域量子通信网络 。 ”彭承志表示 , “这张网络不仅瞄准下一代信息安全的趋势 , 还可以给未来空间的基础科学研究提供一个非常好的平台 。 ”
他们将推动量子通信技术在国防、政务、金融和能源等领域率先加以广泛应用 , 实现量子通信网络和经典通信网络的无缝衔接;为形成具有国际引领地位的战略新兴产业和下一代国家信息安全生态系统奠定基础 。
下一步往哪走?这是我们能否持续领先发展的关键问题
“走到这一步之后 , 可以说 , 在量子通信领域 , 我们短程跟跑并跑 , 逐步到了领跑位置 。 下一步往哪走?这是我们能不能够持续领先、发展的关键问题 。 回答这个问题 , 要看我们现在在哪 。 ”
彭承志指出 , “墨子号”卫星存在局限 。 “墨子号”是低轨卫星 , 轨道约高500公里(地球半径约6000公里) , 所以它对地球的覆盖范围较小;同时 , 它的工作时间偏短(单次过地面站的时间约9分钟) , 而且由于技术限制 , 现在只能在夜晚(地影区)工作 。 “这极大地限制了它的未来应用 , 和更进一步、更有想象力的科学实验的开展 。 ”
彭承志表示 , 未来发展的一个可行方向是跟中高轨量子卫星相结合 。 中高轨量子卫星具有一些优势 , 如机动的对站能力、更长的实验时间 , 而且能够突破地影区限制 , 24小时成码 。
“高轨除了可以做距离更远、覆盖范围更广的量子通信 , 还可以把量子力学的非定域性检验再大步往前走 。 ”
非定域性是指处于纠缠态的两个粒子不管彼此相距多远 , 都是一个相互关联整体 。 这是量子力学的重要性质 , 也是爱因斯坦质疑量子力学完备性的主要原因 。
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