好似从万米高空飞机上扔下一连串硬币，在地面用存钱罐接住了！
　　● 名词解释

　　青海德令哈观测站

　　“一个英雄史诗般的实验！”“一项里程碑式的研究！”“兼具潜在实际应用和基础科研重要性的重大技术成就！”
　　中国科学技术大学潘建伟教授及其同事彭承志等组成的研究团队16日宣布，他们利用“墨子号”量子科学实验卫星在国际上率先成功实现了千公里级的星地双向量子纠缠分发，解答了著名科学家爱因斯坦的“百年之问”。
　　国际权威学术期刊《科学》当地时间15日以封面论文的形式发表了该成果，审稿人称，这是一个英雄史诗般的实验。
　　两道闪光
　　解答百年难题
　　15日发布的美国《科学》杂志封面上，“墨子号”从星空向地面发出两道光，宛如两条长腿跨出一大步，也象征量子通信向实用迈近一大步。杂志刊发了中国科学技术大学教授、量子卫星项目首席科学家潘建伟等人的论文。
　　量子纠缠是奇特的量子力学现象。通俗地说，两个处于纠缠状态的量子就像有“心灵感应”，无论相隔多远，一个量子状态变化，另一个也会改变。近百年前，这种现象被著名科学家爱因斯坦称为“鬼魅般的远距作用”。
　　作为量子力学的开创者之一，爱因斯坦也“百思不得其解”。由于当时缺乏检验能力，他认为，或许是量子理论“还不完备”。
　　一代一代的学者对这种“鬼魅般的远距作用”进行研究，但未能取得突破。
　　而潘建伟团队此次宣布，他们的团队通过“墨子号”向地面发射光子，每对处于纠缠状态的光子中的一个发向青海德令哈站，另一个发向云南丽江站，两个地面站之间的距离达到1203公里，这是世界上首次实现千公里量级的量子纠缠，并在此基础上实现了空间尺度下严格满足“爱因斯坦定域性条件”的量子力学非定域性检验。
　　有关专家称，要让量子通信实用化，需要实现量子纠缠的远距离分发。但量子地面传输无论通过光纤或大气都有较大信号损耗，此前国内外地面实验的分发距离一直停留在百公里量级。解决这个问题的一个有效办法就是利用卫星向地面分发。作为世界首颗量子科学实验卫星，“墨子号”星地纠缠分发的传输衰减仅是同样距离地面衰减的万亿分之一，但这种方式对精度要求极高，好比从万米高空飞机上扔下一连串硬币，在地面用存钱罐接住。
　　这也就是说，潘建伟团队此次通过实验检验，发现在两个相距超过1200公里的实验站之间，量子的“纠缠效应”仍然有效。他们用严格的科学实证，回答了爱因斯坦的“百年之问”。
　　进入千公里数量级，是一个质的飞跃。潘建伟解释，根据科学家构建的理论模型，引力会对量子纠缠产生一种退化效应。不进入千公里级别去设计实验，始终无法验证量子力学的完备性。
　　2003年开始，潘建伟团队就开始实验长距离量子纠缠。从13公里到超过1000公里，他的团队一步一步走来，始终处于国际引领位置。最终通过太空中的“墨子号”卫星，把科学家一直假想的实验变成了现实。
　　一篇论文
　　震惊量子学界
　　潘建伟团队的此次成果，有什么实际用途？
　　量子纠缠分发，就是将一对有“感应”的量子分置于两地。这尤其适用于保密通信，在此基础上的量子通信技术被誉为信息安全“终极武器”。
　　“可以通过远距离量子纠缠来分发量子秘钥，进而构建量子网络。”潘建伟说，把1个光子送到北京，1个光子送到合肥，二者距离1000多公里，这样就可以在北京、合肥之间建立很好的量子通道，进行量子保密通信。
　　潘建伟说：“这项工作为未来开展大尺度量子网络和量子通信实验研究，以及开展外太空广义相对论、量子引力等物理学基本原理的实验检验奠定了可靠的技术基础。”
　　《科学》杂志将这项中国科学家独立完成的工作称为“一项里程碑式的研究”。几位论文审稿人认为，这一成果是“兼具潜在实际应用和基础科研重要性的重大技术成就”、“毫无疑问将在学术界和广大社会公众中产生非常巨大的影响”。
　　美国波士顿大学量子技术专家谢尔吉延科评价，这是一个英雄史诗般的实验，中国研究人员的技巧、坚持和对科学的奉献应该得到最高的赞美与承认。
　　加拿大滑铁卢大学量子技术专家延内魏因说，国际上确实存在量子科研竞赛。这个中国团队已克服了好几个重大技术与科学挑战，清楚地表明了他们在量子通信领域处于世界领先地位。
　　据了解，类似的实验，欧盟、加拿大、日本都有科学家在呼吁和推进，或因技术积累不够，或因资金支持不够，目前进展缓慢。
　　而在《“十三五”国家科技创新规划》中，中方将量子信息作为“引领产业变革的颠覆性技术”重点开发。近日，科技部联合教育部、中科院、国家自然科学基金委员会共同制定并公布了《“十三五”国家基础研究专项规划》，将量子通信与量子计算机作为将组织实施的重大科技专项。
　　国家战略的支持，让中国的量子科研工作者更加坚定信心。多位量子科研领军学者认为，“第二次量子革命”将带来巨大的技术和应用前景，也给我国带来了从跟随者、模仿者转变为未来信息技术引领者的重大机遇。
　　量子：物理学中常用到量子概念，它是构成物质的基本单元，是能量的最基本携带者，不可再分割。
　　光子：也是一种量子，是光能量的最小单元。
　　上图：在河北兴隆观测站，“墨子号”量子科学实验卫星过境，科研人员在做实验（合成照片）。
　　现场直击
　　德令哈与华盛顿 之间的“量子纠缠”
　　中国青海小城德令哈，15日凌晨，一束明亮的绿光出现在量子通信地面站上空东北方向，沿着轨道在若隐若现的云月之间穿行，数分钟后消失在东南方。
　　此时在美国首都华盛顿是14日下午，记者正在电脑上紧张地整理一个个专家的反馈：“这是一个英雄史诗般的实验”“是一个非常重要的里程碑”……
　　这是中国“墨子号”量子卫星的重大成就在美国《科学》杂志作为封面文章发布前夕。德令哈和华盛顿两地似乎也产生了“量子纠缠”。
　　德令哈海拔高3200多米，是不知名的小城，从城区开车到地面站还要1小时左右，周围人烟稀少。因为实验的需要，这里的科研人员过着“黑白颠倒”的生活，每天工作时间一般是从下午6点到次日凌晨3点。虽然为本次成果提供数据的实验早已完成，但记者还是感受到科研人员的敬业和坚守。
　　华盛顿是世界科技第一强国美国的“大脑”，美国国家科学院、自然科学基金会、世界权威学术刊物《科学》出版方美国科学促进会总部都在这里。来自德令哈的实验数据，在这里引发巨大反响。发表论文的这期《科学》杂志16日正式出版，但在美国东部时间15日下午2时（北京时间16日凌晨2时）已提前在线发表。刚过2时，记者就发现全球各大媒体的报道已是蜂拥而上：《华盛顿邮报》、《新闻周刊》、英国广播公司……，还有在科学界知名的《自然》杂志新闻版块、《科学美国人》、《连线》杂志……
　　而在地球另一边，德令哈正是又一个夜晚，天气晴朗，少量云朵伴随着月光，量子卫星地面站的工作人员又完成了一次实验。
　　综合新华社驻西宁记者、驻华盛顿记者报道
　　云南丽江观测站
　　新发布的《科学》杂志封面上，“墨子号”从星空向地面发出两道光，宛如两条长腿跨出一大步，也象征量子通信向实用迈近一大步。

　　2017-06-17杭州日报
　　http://hzdaily.hangzhou.com.cn/hzrb/2017/06/17/article_detail_1_20170617A034.html