重磅 | 中国墨子号卫星首次实现 1200 公里量子纠缠，震惊国外专家

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陆教授和他的同事们必须赶快采取行动。因为那个绿色星体其实是来自于 300 英里上空正在运行的卫星发出的一道激光，它就像一个灯塔预示着太空飞行器的位置。激光点在空中快速移动着，10 分钟后就会消失在地平线中。所以这个由中国的多个科学机构研究者组成的团队，正在用望远镜紧紧盯着这道绿光，努力捕捉着其中最重要的东西：这个卫星上由特殊晶体制造的一种微妙的单一红外光子。最终他们过滤掉绿光，锁定了他们的 “猎物”——一个过去从未发出射过的量子信号。

这项实验是量子密码这种新技术中的一次关键测试。量子密码就是像光子这样的量子传输安全信息的技术。但是众所周知，脆弱的量子不易进行传递，如果你试图利用光纤来传递它们，超过 150 英里后，信号就会失效，这种性质使得量子密码在全国或者世界范围内传递消息时起不到什么作用。

所以科学家们一直在研究如何利用卫星来进行长距离的量子传送。但是在此之前，还没有人做到如此远的距离。在这项实验中，中国科学家在两个相距 750 英里的地面站点和卫星之间传递单一光子，创造了距离最远的新记录（两站分别是青海德令哈站和云南丽江高美古站，两站距离 1203 公里）。参与这项工作的巴黎量子计算中心副主管 Eleni Diamanti 说：“这个实验对扩展远距离量子沟通网络来讲拥有里程碑式的意义，这毫无疑问。”

去年 8 月，在戈壁滩的酒泉卫星发射中心，中国发射了造价一亿美元的量子卫星 “墨子号”，专门用来进行空间级别的量子实验。该卫星上搭载了一套复杂的激光系统、反射镜面系统和一中特殊的晶体，当激光反射在晶体上时，它会创造出一对处于纠缠态的光子。晶体一次可以制造 6 百万对光子，但是地面上的两个站点每秒只能探测到大约一对光子。陆教授说：“这项任务非常具有挑战性，类似于你在 300 米外观察一根头发。”

陆教授和他的同事们认为，量子密码技术会成为未来一种良好的加密工具，其工作原理是这样的：首先，测量光子的性质，得到一串由 0、1 组成的密钥，接着利用这串密钥加密你的信息并将其发送给特定的接收者。如果黑客想要在传输中窃取这串密钥，根据测不准理论，量子将会在窃取的瞬间改变密钥数字。想象薛定谔的猫，当你没有观察它时，它既生又死，而你一旦观察它，它就会表现出生或者死的一个状态。同样的，偷窃的黑客会瞬间改变构成密钥的光子的状态，所以理论上，在理想状态下，这串密钥绝对不会被窃取（现实中的硬件设备并不完美，探测器在探测连续单一光子时表现不佳，这可能让我们误以为信息被窃取了，黑客也可以通过发射强光来追踪你的探测器）。

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