A地消失B地現 隱形傳輸告突破

宏元

中國科學技術大學和清華大學織成的聯合研究小組最近宣布，已經在過去科幻電影和小說中，瞬間把機密文件傳送至遠方的量子態隱形傳輸技術上取得突破，1日發表在知名國際期刊上。


新華社報導，存放機密文件的保險箱被放入一特殊裝置後，突然消失並瞬間出現在遙遠地點的另一相同特殊裝置內，讓人取出，這種科幻電影中的神奇情節，已經變為現實；因為上述聯合小組透過量子態隱形傳輸，可把文件以上述方式傳送到16公里外的地點，傳輸距離比原世界紀錄提高了20多倍。


報導說，實驗結果首次證實了在自由空間進行遠距離量子態隱形傳輸的可行性，為全球化量子通信網路最終實現奠定了重要基礎。自由空間是完全沒有任何物質的完美真空狀態。


聯合研究小組成員彭承志向新華社表示，作為未來量子通信網路的核心要素，量子態隱形傳輸是一種全新的通信方式，採用的是量子態攜帶的量子資訊。


彭承志指出，在過去普通狀態下，一個個獨立的光子各自攜帶資訊，透過發送和接收裝置進行資訊傳遞。但在量子狀態下，兩個糾纏的光子互為一組、互相關聯，並且可在一個地方神秘消失，不需要任何載體攜帶，又會在另一個地方瞬間神秘出現。


彭承志說，量子態隱形傳輸利用的就是量子的這種特性，研究小組首先把一對攜帶著資訊糾纏著的光子進行拆分，將其中一個光子發送到特定位置；這時，兩地之間只需知道其中一個光子的即時狀態，就能準確推測另一光子的狀態，從而實現超時空穿越的通訊方式。


量子態隱形傳輸1997年由奧地利科研小組首次完成原理性的實驗驗證。2004年，這個科研小組利用多瑙河底的光纖通信管道，成功將量子態隱形傳輸距離提高到600公尺；但因光纖通信管道中的損耗和環境干擾，量子態隱形傳輸的距離難以大幅提高。


2004年，中國科大潘建偉、彭承志等研究人員開始探索在自由空間實現更遠距離的量子通信。在自由空間，環境對光量子態的干擾效應極小，而光子一旦穿透大氣層進入外層空間，其損耗更接近於零，這使得自由空間通信管道比光纖通信管道在遠距離傳輸上更具優勢。


報導說，這個小組2005年在合肥創造13公里的自由空間雙向量子態隱形傳輸世界紀錄，同時驗證了在外層空間與地球間發送糾纏光子的可行性；2009年又推進距離達16公里，實現世界上最遠距離的量子態隱形傳輸，為未來基於衛星中繼的全球化量子通信奠定可靠基礎。


報導指出，這項研究成果已經發表在6月1日出版的英國「自然」雜誌子刊「自然--光子學」上。