光子第一次在地球和太空之间传送

量子纠缠是现代物理学中最违反直觉和最令人困惑的效应之一。两个物体可以用很远的距离分开,但它们有相同的量子态。著名物理学家阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)曾经用这种方式将影响物体的过程描述为“远处的幽灵行动”,一队中国科学家刚刚把幽灵带到太空。量子“瞬移”首次在地球和空间物体之间被证明。

中国去年发射了米修斯研究卫星,研究量子纠缠的极限。长征二号D火箭将其有效载荷存放在太阳同步轨道上,这意味着它每天都会同时通过地球上的同一个点。这使研究小组能够计划这项精心安排时间的研究,这项研究依赖于米修斯卫星上高度敏感的光子接收器。它能够探测到从地面投射的单光子的量子态。

研究人员宣布,地面站与米修斯之间的量子信息通信成功。米修斯位于地表上方500公里和1400公里(310-870英里)的任何地方,打破了量子纠缠的距离记录。这不是星际迷航意义上的隐形传送,但量子隐形传送经常被引用为高速通信和不可破解密码学的潜在基础。基本上,当两个物体纠缠在一起时,它们共享相同的量子态。从物理学的角度来看,它们是同一个物体。即使物体被很远的距离隔开,纠缠仍然存在。因此,对一个对象的更改将立即被另一个对象复制。

这种传送是在地球上的实验室完成的,但距离的记录是大约100公里(62英里)。问题是,两个物体(在这种情况下,光子)只会保持纠缠,如果它们不与其他物体过多地相互作用。在实验中使用的大气和光纤电缆最终将打破两个纠缠物体之间的结合。然而,在太空中控制它更容易。

大多数传输距离都是在真空中,在那里照片不会与任何可能破坏链接的东西交互。研究小组致力于减少在藏4000英尺高空建造地面站的可能性。研究小组以每秒4,000张的速度制作了一对纠缠在一起的照片,然后将一半的照片传送给米修斯。在地面进行的测量和轨道照片显示,其中一些确实仍然纠缠在一起。

不过,这一过程远非完美。在向米修斯发送的数百万光子中,只有911个仍然与地面上的光子纠缠在一起。这仍然是一个令人印象深刻的结果,一个可以帮助我们更好地理解这种可怕的行动。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时候联系我们修改或删除,多谢