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量子通信技术应用离我们还遥远吗?

科普小知识2022-10-22 22:25:46
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为什么奥地利科学家参与了这次发射的世界第一颗量子通信卫星的研究?别忘了,早在20世纪20年代,创立量子力学的两个功勋薛定谔(薛定谔提出了量子力学的基本方程)和泡利(提出了泡利不相容原理)都是奥地利人。

量子卫星通信的理论基础来自量子力学中的“量子纠缠”。量子纠缠是指两个粒子纠缠在一起的初始状态(它们相互影响)。无论两个粒子相距多远,当作用于一个粒子时,它将立即影响另一个粒子所处的状态。信息传输的速度是无限快和瞬间的。毫无疑问,量子纠缠的幽灵般的瞬时传输速度违背了爱因斯坦的狭义相对论,因此爱因斯坦和他的合作者在1935年提出了EPR佯谬(提倡局域实在论)。然而,在20世纪60年代,贝尔提出了“贝尔不等式”来验证绝对主义本土化中的隐变量理论是否正确。不幸的是,爱因斯坦在这方面的主张在随后的实验中被证明是错误的。

量子通信技术应用离我们还遥远吗?

目前,科学家们只知道量子纠缠可以用于量子通信,但物理机制仍不清楚。正如墨子量子通信卫星首席科学家潘剑伟院士在*电视台的开幕辞中所说,“如果我能理解为什么会有量子纠缠,我会立即死去。[1]“可以看出,当科学家们在研究基本的量子理论时,他们也“严格”地将他们的量子特性直接用于量子通信。

事实上,我国不仅在进行“地空”量子通信实验,而且在有条不紊地进行地空量子通信实验。早在2008年,中国量子通信的领军人物潘剑伟就在合肥建成了世界上第一个量子通信网络。2011年,在中国著名的旅游景点青海湖进行了100公里的量子隐形传态实验。此外,潘剑伟院士表示,世界上第一条1000公里长的光纤量子通信“京沪干线”预计将于今年下半年建成,连接北京、济南、合肥和上海,从而形成量子通信网络[2]。毫无疑问,由于量子通信的无条件和绝对安全性,“京沪干线”的量子通信网络将极大地促进中国国防和其他产业的发展。

我们所看到的是量子通信被应用于实验研究或军事、*事务、金融和其他行业。量子通信何时能应用于普通人?对此,潘剑伟院士表示,他希望在未来10-15年内努力降低量子网络的建设成本,并希望建设一个全国性甚至全球性的量子通信网络,然后应用于普通百姓。

参考

1.知识分子。一大进步:国际著名科学家评价中国第一颗量子科学实验卫星。

2.全球科学。清晨,全球科学与潘剑伟连线:深入理解量子通信卫星,中国引领量子通信领域。