中国科学家创量子隐形传送距离纪录,成功发送质子穿越青 ...

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/06 14:52:22
说起量子科学(当然不是什么量子芯),大家觉得可能非常神秘而遥远,但其实就在我们中国,科学家已经在量子领域取得了很多世界性的科研成果。虽然一时半会儿还无法来到老百姓身边,但也许就蕴藏着未来。据新浪科技报道,我国的两个研究人员小组现在又延长了量子传送的距离,使其达到前所未有的长度。
这项开创性研究可能在制造以远超过当前限制的速度运作的量子计算机和其他科技产品方面迈出重要一步。虽然距传送人类的宏伟目标还很遥远,但研究人员相信最近这项研究使它向前迈出具有重要意义的一步。

在没有光纤电缆或其他中介的情况下,这个科学小组已经可以用少量光子,将一个量子位(量子计算中数据的标准单位)传送出去,使其穿越一个湖泊。实验中,他们使用了一种复杂的激光定位装置。

量子传送依赖于一种名为“纠缠”的量子力学现象。根据这种现象,量子粒子在空中共享一种脆弱的无形联系。例如,两个纠缠在一起的光子可能有相互联系却又相反的偏振状态。如果一个光子垂直偏振,另一个光子就会水平偏振。但由于量子力学错综复杂,每个光子的特定偏振在其中一个光子被调整前依然不稳定。霎那间,另一个光子的偏振突然弹向它的相反方向。即使经历数公里远,它们依然处在纠缠状态中。科学家认为可将这种现象用在量子传送上。

这个中国科研小组用紫外光刺激一个水晶,制造出纠缠一起的光子。这两个光子拥有相同波长,却有完全相反的偏振值。科学家将一个光子传送出去,使其穿越青海湖。只有用显微镜才能看到这种光束。第二个光子在当地被用于分析研究。《自然》杂志报道了这些研究成果。

这些研究人员用这些光子复制了量子态,实现比以前达到距离更远的量子传送,成功发送一个质子穿越一个湖泊,使其达到到97公里远的地。对抵消破坏两个遥远地点间联系的微小地震和大气转变来说,这种由中国科学家尹娟(Juan Yin音译)发明的激光定位装置是必不可少的。这个新的量子传送距离超越以前的纪录。当时,一个由包括几名相同研究人员在内的科学家组成的科研小组将光子传送到16公里远的地方,但现在的科研小组已打破这个纪录。一个由欧洲和加拿大科学家组成的科研小组称,他们能将信息从加那利群岛的一座岛屿传送到另一座岛屿,而两岛相距143公里,但他们的论文没有得到同行评议,或被发表。

http://news.mydrivers.com/1/238/238064.htm说起量子科学(当然不是什么量子芯),大家觉得可能非常神秘而遥远,但其实就在我们中国,科学家已经在量子领域取得了很多世界性的科研成果。虽然一时半会儿还无法来到老百姓身边,但也许就蕴藏着未来。据新浪科技报道,我国的两个研究人员小组现在又延长了量子传送的距离,使其达到前所未有的长度。
这项开创性研究可能在制造以远超过当前限制的速度运作的量子计算机和其他科技产品方面迈出重要一步。虽然距传送人类的宏伟目标还很遥远,但研究人员相信最近这项研究使它向前迈出具有重要意义的一步。

在没有光纤电缆或其他中介的情况下,这个科学小组已经可以用少量光子,将一个量子位(量子计算中数据的标准单位)传送出去,使其穿越一个湖泊。实验中,他们使用了一种复杂的激光定位装置。

量子传送依赖于一种名为“纠缠”的量子力学现象。根据这种现象,量子粒子在空中共享一种脆弱的无形联系。例如,两个纠缠在一起的光子可能有相互联系却又相反的偏振状态。如果一个光子垂直偏振,另一个光子就会水平偏振。但由于量子力学错综复杂,每个光子的特定偏振在其中一个光子被调整前依然不稳定。霎那间,另一个光子的偏振突然弹向它的相反方向。即使经历数公里远,它们依然处在纠缠状态中。科学家认为可将这种现象用在量子传送上。

这个中国科研小组用紫外光刺激一个水晶,制造出纠缠一起的光子。这两个光子拥有相同波长,却有完全相反的偏振值。科学家将一个光子传送出去,使其穿越青海湖。只有用显微镜才能看到这种光束。第二个光子在当地被用于分析研究。《自然》杂志报道了这些研究成果。

这些研究人员用这些光子复制了量子态,实现比以前达到距离更远的量子传送,成功发送一个质子穿越一个湖泊,使其达到到97公里远的地。对抵消破坏两个遥远地点间联系的微小地震和大气转变来说,这种由中国科学家尹娟(Juan Yin音译)发明的激光定位装置是必不可少的。这个新的量子传送距离超越以前的纪录。当时,一个由包括几名相同研究人员在内的科学家组成的科研小组将光子传送到16公里远的地方,但现在的科研小组已打破这个纪录。一个由欧洲和加拿大科学家组成的科研小组称,他们能将信息从加那利群岛的一座岛屿传送到另一座岛屿,而两岛相距143公里,但他们的论文没有得到同行评议,或被发表。

http://news.mydrivers.com/1/238/238064.htm
量子态隐形传输就是指利用“量子纠缠”技术,借助卫星网络、光纤网络等经典信道,传输量子态携带的量子信息。量子态隐形传输是一种全新的通信方式,它传输的不再是经典信息而是量子态携带的量子信息,是未来量子通信网络的核心要素。利用量子纠缠技术,需要传输的量子态如同科幻小说中描绘的“超时空穿越”,在一个地方神秘消失,不需要任何载体的携带,又在另一个地方瞬间神秘出现。

以上来自百度
中科院量子科技先导专项取得阶段性重要突破
我科学家实现百公里量级自由空间量子隐形传态与纠缠分发

2012-08-10 最近,联合研究团队在青海湖首次实现了基于四光子纠缠的97公里的自由空间量子态隐形传输,并首次实现了百公里的双向纠缠分发和Bell不等式检验[Nature 488, 185 (2012)]。该实验证明,无论是从高损耗的地面指向卫星的上行通道链路,或是从卫星指向两个地面站的双通道下行链路,实现量子态隐形传输和量子纠缠分发都是可行的,这为基于卫星的广域量子通信和大尺度的量子力学基础原理检验的实现奠定了坚实的基础。 中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室潘建伟院士及其同事彭承志、陈宇翱等,与中科院上海技术物理研究所王建宇、光电技术研究所黄永梅等组成的联合研究团队,在国际上首次成功实现了百公里量级的自由空间量子隐形传态和纠缠分发,通过地基实验坚实地证明了实现基于卫星的全球量子通信网络的可行性,该研究成果于8月9日以封面标题的形式发表在国际权威学术期刊《自然》杂志上。

在任意距离间传输未知量子态是实现远距离量子通信和分布式量子网络必不可少的环节,它可以通过远距离量子态隐形传输和纠缠分发来实现。目前,量子态隐形传输和纠缠分发已经在中等距离的光纤得到了实现,但是巨大的光子损耗和消相干效应使得要在光纤中实现更远距离的量子传输必须引入量子中继器,而量子中继器的实用化在实验上还是一个很大的挑战。自由空间信道由于损耗小,比光纤通信更具可行性,结合卫星的帮助,将有可能在全球尺度上实现超远距离的量子通信和量子力学基础检验。

2005年,潘建伟小组在国际上首次实现了距离大于垂直大气层等效厚度的自由空间双向纠缠分发。此后,在中科院知识创新工程重大项目“远距离量子通信实验研究”、“空间尺度量子实验关键技术与验证”和中科院量子战略性先导科技专项的持续支持下,潘建伟小组对自由空间量子实验关键技术进行了大量的研究。2010年,该小组在国际上首次实现了16公里自由空间量子态隐形传输。从2010年开始,中科院联合研究团队在青海湖地区建立实验基地,开展验证星地自由空间量子通信可行性的地基实验研究,从多个方面进行攻关,旨在突破基于卫星平台自由空间量子通信的关键技术瓶颈。

经过近十年的艰苦努力,在中科院、科技部、基金委等的大力支持下,潘建伟小组为实现大尺度量子信息处理发展了若干关键量子技术。该小组发展的超高亮度量子纠缠源技术自2004年开始一直处于国际领先水平,目前的亮度比十年前提高了500倍。该小组还发展了一套高精度的时间同步技术,在百公里量级时间同步精度达到1纳秒。与此同时,中科院联合研究团队发展了一套高频率、高精度的瞄准、捕获和跟踪技术和装置,确保了百公里量子信道的衰减稳定在一个可以进行实验的范围内,这是世界上首次将高频率高精度的跟瞄技术应用到量子通信的实验中,该技术可以用来跟踪移动目标,将来可以直接利用到卫星的跟瞄上。

利用所发展的若干核心量子技术,今年潘建伟小组在大尺度量子信息处理方面取得了系列重要进展:在基于超高亮度纠缠源技术的基础上,他们在国际上首次实现了八光子纠缠,论文发表在《自然》杂志的子刊《自然•光子学》上 [Nature Photonics 6, 225 (2012)],欧美多家知名科技媒体,包括欧洲物理学会、美国麻省理工学院技术评论、美国物理学家组织、大众科学、英国ZDNet网站等分别对其进行了专题报道。随后,他们利用八光子纠缠,在国际上首次实验实现了拓扑量子纠错,取得了可扩展容错性量子计算领域的重大突破,论文发表在《自然》杂志上[Nature 482, 489 (2012)],《自然》杂志的几位审稿人给予了热情洋溢的高度评价,称之为“非常重要的原理性实验,一个艰苦卓绝的英雄主义的量子光学实验”,“实验的完成是完美而极具挑战性的”,“对拓扑纠错这一当前量子信息处理最引人注目的范例中关键一环的实验验证”。为此,《自然》专门邀请著名量子光学专家James Franson教授在“新闻视角”栏目撰文对这个工作进行了介绍。随后,工作受到了欧洲物理学会的《物理世界》等许多科学媒体的关注。同时,潘建伟小组还在量子中继器的实用化研究上取得了突破,他们成功实现了长寿命、高读出效率的量子存储,该成果为目前国际上量子存储综合性能指标最好的实验结果,朝着最终实现实用化的量子中继器迈进了重要一步,论文发表在《自然》杂志的子刊《自然•物理》上 [Nature Physics 8, 517 (2012)]。

在上述系统技术的长期发展和积累的基础上,中科院联合研究团队2011年10月在青海湖首次成功地实现了百公里量级的自由空间量子隐形传态和双向纠缠分发,该实验研究成果发表在8月9日出版的《自然》杂志上[Nature 488, 185 (2012)]。该实验证明,无论是从高损耗的地面指向卫星的上行通道链路,或是从卫星指向两个地面站的双通道下行链路,实现量子态隐形传输和量子纠缠分发都是可行的,这为基于卫星的广域量子通信和大尺度的量子力学基础原理检验的实现奠定了坚实的基础。

该研究部分成果的预印本于今年5月在美国学术网站arXiv.org公开后,立即引起了学术界的广泛关注。欧洲物理学会新闻网站以“物理学家宣布新的量子态隐形传输记录”为题进行了特别报道。美国《科学新闻》杂志更以“量子隐形传输的巨大飞跃”为题进行了专题报道,文中写道“研究进展使得基于卫星覆盖全球的、实用化的远距离量子通信网络更为接近现实”,“为基于卫星的量子通信、远距离的量子力学基本检验铺平了道路”。英国《新科学家》杂志以“隐形传输记录触发全球保密量子网络”为题进行了报导。《自然》杂志几位审稿人对该成果给予了高度评价,称之为“来自于潘建伟小组的另一个英雄的实验工作”,“有望成为远距离量子通信的里程碑”。《自然》杂志还在该论文发表前向各大科学新闻媒体发布了题为“通向全球化量子网络”的新闻稿,并同时在《自然》杂志的当期封面上发布“量子隐形传态跨越了百公里鸿沟”的封面标题。
量子通信貌似不受距离的影响,就是说距离再远通信也不会有什么延迟,真要实现的话那通信技术有事一个巨大的跨越啊
对!吓呆他们!!让他们看着吧!羡慕吧!嫉妒恨吧!!
看过数部科教影片还是不能理解
有这样的技术在未来的深空探测时就不会被传统的无线电会有延迟而烦恼了吧。
为2015年发射量子通信卫星打下坚实基础{:soso_e113:}
潘建伟,最年轻的院士。跟他的一个博士有过几次沟通,科大的研究氛围是国内高校最好的
信息能超光速传输吗?

CDhui 发表于 2012-8-17 18:47
量子通信貌似不受距离的影响,就是说距离再远通信也不会有什么延迟,真要实现的话那通信技术有事一个巨大的 ...


量子超光速通讯是一个普遍的理解错误,虽然信息本身是“超光速”传递的,但是如何读取信号的“指令”必须用传统方式传播

量子通讯的好处是保密和抗干扰能力极高,除非直接切断两地之间的激光通道,否则无法干扰,拦截或破解这信号,以后卫星量子通讯网如果建成的话,无人机就不用担心电磁干扰了
CDhui 发表于 2012-8-17 18:47
量子通信貌似不受距离的影响,就是说距离再远通信也不会有什么延迟,真要实现的话那通信技术有事一个巨大的 ...


量子超光速通讯是一个普遍的理解错误,虽然信息本身是“超光速”传递的,但是如何读取信号的“指令”必须用传统方式传播

量子通讯的好处是保密和抗干扰能力极高,除非直接切断两地之间的激光通道,否则无法干扰,拦截或破解这信号,以后卫星量子通讯网如果建成的话,无人机就不用担心电磁干扰了
login2000 发表于 2012-8-21 00:47
信息能超光速传输吗?
没看到介质还是激光么。。。。。。

没有光,他们什么也传不出去。
不能超光速、不能抗干扰。和普通通信相比好处是保密性好。仅此而已,大家不要思路广。
不能理解,发送质子?通过光纤?实现了传输质子岂不是就能把人送过去?
标题糟扯;首先不是发射质子,只是光子;其次不是穿越青海湖(不是从水中穿过),也不是穿过青海湖上方,而是在青海的某个高海拔小湖处做的实验。
loliland 发表于 2012-8-17 20:33
有这样的技术在未来的深空探测时就不会被传统的无线电会有延迟而烦恼了吧。
还是会的,量子也是光速啊
牛啊,发在Nature上,人生一篇无憾已;科大的学术氛围真好
loliland 发表于 2012-8-17 20:33
有这样的技术在未来的深空探测时就不会被传统的无线电会有延迟而烦恼了吧。
比光速还快?
这个应该是真正的量子通信技术了吧,不会还是那什么量子保密通信吧?
纯粹胡扯


一篇典型的伪科学新闻

又是那些科盲记者,文科记者写出来的东西

量子纠缠是不能用于传送信息的
科普,科普任重道远阿
量子纠缠推翻了定域性,但是无法传送信息。
在相对论被推翻之前,信息和物质是不可能超光速的。
文科记者欢乐多……

不过实验本身还是挺华丽的




zeus1233 发表于 2012-8-25 10:43
这个应该是真正的量子通信技术了吧,不会还是那什么量子保密通信吧?


从来就不存在“量子通信”这么一个东西

这玩意能想到的用处就在于密钥分发

也就是把箱子锁上运出去之后如何快递钥匙的问题


zeus1233 发表于 2012-8-25 10:43
这个应该是真正的量子通信技术了吧,不会还是那什么量子保密通信吧?


从来就不存在“量子通信”这么一个东西

这玩意能想到的用处就在于密钥分发

也就是把箱子锁上运出去之后如何快递钥匙的问题

量子态会不会是在量子在比我们高的维度的空间里的行为在我们三维空间的投影??
潜艇能用吗
oldwatch 发表于 2012-8-25 11:38
从来就不存在“量子通信”这么一个东西

这玩意能想到的用处就在于密钥分发
比喻很好啊,通俗易懂。
楼兰 发表于 2012-8-25 20:34
量子态会不会是在量子在比我们高的维度的空间里的行为在我们三维空间的投影??
或许数学上可以求证
但如果实际无法验证的话,那就又涉及到方法论的问题了,无解啊

太专业的东西还真实看不懂,得学习啦
赞啊,很厉害的研发团队。