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光子遥传中欧大赛 发表评论(0) 编辑词条

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一场光子遥传距离的纪录大战,引发了首次向轨道卫星传输光子的引人注目的大赛。
欧洲物理学家成功实现150公里间的量子传输,打破了此前中国科学家刚刚创造的记录。
来源:麻省理工科技创业

就在几周之前,我们探讨了中国物理学家在实验中将光子遥传了超过100公里一事。这一距离比之前的记录几乎高了一个数量级。

昨天,来自欧洲的物理学家表示,他们再次刷新了这一纪录,这次科学家在北非大西洋沿岸的加那利群岛的帕尔马和特内里费岛之间实现了光子遥传,两地相距近150公里。

这就为一个诱人的奖励的到来做好了准备。双方都表示,下一步要把光子送往轨道卫星,这在技术上已经成熟。

加那利群岛上的实验并不简单。在普通环境下,光子携带的量子信息在穿越大气层时会受损。信息就那么流失了。

事实上,欧洲的团队表示,种种坏天气,包括刮风下雨、气温的迅速变化,甚至沙尘暴都会严重影响实验的进行。位于维也纳的量子光学与量子信息研究所(Institute for Quantum Optics and Quantum Information)的安顿·齐林格(Anton Zeilinger)和几位团队成员表示:“这些严重的状况让我们在实验中实现量子遥传延时了将近一年。”

(但是他们很快就指出,基于卫星的量子通信不该这么容易受影响,因为如果直接发射光子,那条件允许的天气就会更少。)

为了进行这个实验。齐林格和同事们要对一大批新技术加以完善,来大幅度降低噪音。因为噪音会盖过量子信号。

也许其中最重要的一点就是使用缠绕在一起的光子,对两个岛进行时钟同步。这很重要,这样研究人员就可以把光子发送出去,然后在其应该返回的那一时刻在接收器上寻找。

这大大减少了能够扰乱信号的不相关光子的数量。GPS系统可以使时间同步精度达到10纳秒,但齐林格及其同事们使用的缠绕增强光子同步法能将精度提高至仅3纳秒。

这一结果引发了东西方之间的一场有趣的竞赛。这些验证性实验是为了一个远大得多的目标:对轨道卫星的量子传输。

因为遥传是实现安全通信近乎完美的基础,所以这项实验诱人的成果是,即使在原理上都不可能被黑的全球安全通信网络。

“因此,我们的实验中采用的这一技术,当然达到了卫星通信和长距离地面通信所需的成熟度。”齐林格和他的同事们说。

当然,问题是谁先实现。欧洲团队需要说服空间局来验证这一想法,但他们不着急。中国现在正对宇宙空间展现出很大的雄心,想要炫耀这一技术的威力。双方下一步都有必不可少的事情要做。

这些都和美国形成了再鲜明不过的对比。 

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