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　　量子態(tài)隱形傳輸穿越大氣層證實(shí)為全球化量子通信網(wǎng)絡(luò )奠定基礎

　　在此間獲悉,由中國科大和清華大學(xué)組成的聯(lián)合小組成功實(shí)現了世界上最遠距離的量子態(tài)隱形傳輸,16公里的傳輸距離比原世界紀錄提高了20多倍。實(shí)驗結果首次證實(shí)了在自由空間進(jìn)行遠距離量子態(tài)隱形傳輸的可行性,為全球化量子通信網(wǎng)絡(luò )最終實(shí)現奠定了重要基礎。

　　據聯(lián)合小組研究成員彭承志教授介紹,量子態(tài)隱形傳輸是一種全新通信方式,它傳輸的不再是經(jīng)典信息而是量子態(tài)攜帶的量子信息,是未來(lái)量子通信網(wǎng)絡(luò )的核心要素。利用量子糾纏技術(shù),需要傳輸的量子態(tài)如同科幻小說(shuō)中描繪的“超時(shí)空穿越”,在一個(gè)地方神秘消失,不需要任何載體的攜帶,又在另一個(gè)地方瞬間神秘出現。這一奇特的現象引起了學(xué)術(shù)界廣泛興趣。1997年,奧地利蔡林格小組在室內首次完成了量子態(tài)隱形傳輸的原理性實(shí)驗驗證。2004年,這個(gè)小組利用多瑙河底的光纖信道,成功地將量子態(tài)隱形傳輸距離提高到600米。但由于光纖信道中的損耗和環(huán)境的干擾,量子態(tài)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(kāi)始探索在自由空間實(shí)現更遠距離的量子通信。在自由空間,環(huán)境對光量子態(tài)的干擾效應極小,而光子一旦穿透大氣層進(jìn)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(yōu)勢。這個(gè)小組2005年在合肥創(chuàng )造了13公里的自由空間雙向量子糾纏分發(fā)世界紀錄,同時(shí)驗證了在外層空間與地球之間分發(fā)糾纏光子的可行性。2007年開(kāi)始,中國科大——清華大學(xué)聯(lián)合小組在北京八達嶺與河北懷來(lái)之間架設長(cháng)達16公里的自由空間量子信道,并取得了一系列關(guān)鍵技術(shù)突破,最終在2009年成功實(shí)現了世界上最遠距離的量子態(tài)隱形傳輸,證實(shí)了量子態(tài)隱形傳輸穿越大氣層的可行性。

　　聯(lián)合小組在自由空間量子通信領(lǐng)域的一系列工作,得到了科技部重大科學(xué)研究計劃、中科院知識創(chuàng )新工程重大項目和國家自然科學(xué)基金項目等支持,并引起了國際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注,6月1日出版的英國《自然》雜志子刊《自然·光子學(xué)》以封面論文形式發(fā)表了這一研究成果。英國的《新科學(xué)家》、美國的《今日物理》、美國物理學(xué)會(huì )新聞網(wǎng)站均及時(shí)報道了這個(gè)研究成果。

　　記者　李陳續、通訊員　楊保國