圖：中國「墨子號」實現千公里級量子糾纏分發登上美國《科學》雜誌封面 新華社

　　近日，中國科學技術大學潘建偉教授及其同事彭承志等組成的研究團隊，利用「墨子號」量子科學實驗衛星在國際上率先成功實現了千公里級的星地雙向量子糾纏分發，並在此基礎上實現了空間尺度下嚴格滿足「愛因斯坦定域性條件」的量子力學非定域性檢驗。相關成果於6月16日以封面論文的形式發表在國際權威學術期刊《科學》雜誌上，並稱之為「一項里程碑式的研究」。這一技術是未來絕對安全的量子通信技術的基礎技術，象徵量子通信向實用邁進一大步。

　　大公報記者周琳合肥報道

　　「墨子號」是由中國自主研製的世界上第一顆空間量子科學實驗衛星，2016年8月16日發射升空，受到國內外高度關注。其三大科學任務分別是：高速星地量子密鑰分發；星地量子糾纏分發，實現大尺度量子非定域性檢驗；地星量子隱形傳態。

　　本次突破就是在量子糾纏分發領域，量子糾纏是奇特的量子力學現象。通俗地說，兩個處於糾纏狀態的量子就像有「心靈感應」，無論相隔多遠，一個量子狀態變化，另一個也會改變。愛因斯坦稱之為「鬼魅般的遠距作用」。

　　由於量子糾纏非常脆弱，會隨着光子在光纖內或者地表大氣中的傳輸距離而衰減，以往的量子糾纏分發實驗只停留在百公里的距離。量子糾纏「鬼魅般的遠距作用」在更遠的距離上是否仍然存在？會不會受到引力等其他因素的影響？這些基本物理問題的驗證都需要實現上千公里甚至更遠距離的糾纏分發。

　　青海雲南之間量子一點通

　　因而，潘建偉介紹，通過「墨子號」過境時，同時與青海德令哈站和雲南麗江站兩個地面站建立光鏈路，量子糾纏光子對從衛星到兩個地面站的總距離平均達2000公里，跟瞄精度達到0.4μrad。衛星上的糾纏源載荷每秒產生800萬個糾纏光子對，建立光鏈路可以以每秒1對的速度在地面超過1200公里的兩個站之間建立量子糾纏，該量子糾纏的傳輸衰減僅僅是同樣長度最低損耗地面光纖的一萬億分之一。此前量子傳輸距離紀錄僅僅是百公里量級，中國「墨子號」將世界紀錄提高了一個數量級。

　　實驗中，兩個光子被拉開足夠大的距離，同時高精度的實驗技術保證兩地的獨立測量時間間隔足夠小，滿足了貝爾不等式測量中「類空間隔」的測量要求，關閉了局域性漏洞和測量選擇漏洞。實驗結果表明，以4倍標準偏差違背了貝爾不等式，也就是說，以超過99.9%的置信度在千公里距離上驗證了量子力學的正確性。

　　冀「十四五」用於保密通信

　　這一重要成果為未來開展大尺度量子網絡和量子通信實驗研究，以及開展外太空廣義相對論、量子引力等物理學基本原理的實驗檢驗奠定了可靠的技術基礎。《科學》雜誌審稿人評論稱，「兼具潛在的現實應用和基礎科學研究重要性的重大技術突破」；「絕對毫無疑問將在學術界和廣大的社會公眾中產生非常巨大影響」。

　　科學家希冀研究成果早日得到應用，「在『十三五』末至『十四五』初實現真正滿足保密需求的型號，再用10年時間走向千家萬戶。」潘建偉說。