外媒關注中國量子研究大跨步,表明西方科學主
“墨子號”量子科學實驗衛星與阿里量子隱形傳態實驗平臺建立天地鏈路(2016年12月9日攝,合成照片)。新華社記者 金立旺 攝
參考消息網6月20日報道印媒稱,量子力學是物理學中的黑魔法。雖然牛頓物理學研究的是物體受力後的行爲方式,但量子力學研究的卻是人類肉眼看不見的亞原子粒子世界的情況,這個世界中的規則完全違反人們的常識。
《印度教徒報》網站6月19日報道稱,像電子和光子這樣的量子世界中的居民處於一種殭屍般的“活死人”狀態。雖然不能完全理解,但科學家們已經知道如何利用它們爲可見世界服務,如可以利用它們爲全球即時通信生產集成電路芯片和光纖等。
報道稱,透明可能是現代社會最了不起的觀念,但現在各個國家及企業卻比古希臘時代更加註意保密。爲了保密,在利用量子力學方面,6月23日世界跨出了一大步。據《科學》週刊上的一篇文章說,中國通過衛星向兩個地面站點發射糾纏光子對,在千公里級別的距離實現了量子糾纏。這一技術是未來絕對安全的量子通信技術的基礎技術。這大幅超過了目前的已有技術,並能確保任何未經授權的破譯嘗試都會被立即發現。
報道稱,量子力學的基本原則之一,海森堡不確定性原理認爲,任何物體都不可能被完全瞭解。也就是說,增加動量的測量精確性,勢必降低位置的測量精確性。長期來看,這被認爲是自然界爲阻止人類完全理解物理體系而設置的障礙,但在過去幾十年中,量子密碼領域一直圍繞着利用量子力學原理來設計“密鑰”這一方向發展。
報道稱,不論被分開多久,相距多遠,一對相互耦合的光子會相互“感應”量子特性。這種情況可以在實驗室獲得,被稱爲“糾纏態”光子。現代電子保密系統的原理是雙方將需要傳輸的信息加密,並相互發送“密鑰”(一串數字),用於解密信息。這樣做的問題是,第三方可以截獲這些密鑰。一種“不可破解”的體系是,如果有闖入者試圖破解信息,雙方都能及時發現。
報道稱,可以加入量子世界的糾纏態光子。它們就像一把鋸子的兩頭相互關聯,一頭擡起,另一頭就會下降。利用這種光子來設計密鑰,則意味着這些光子狀態的任何變化都表明有人在試圖控制它們。
報道稱,雖然從上個世紀八十年代以來,人們就已經很好地理解了這一原理,但在大氣層中傳輸糾纏態光子一直非常困難,因爲它們十分脆弱,很容易與空氣中的其他粒子發生接觸而解體。直到上個星期,世界上的傳輸最高紀錄一直只有幾百公里。
中國的這一機構通過衛星向相距1200公里的兩個地面站傳輸糾纏態光子。據報道,研究人員將一束激光射入衛星上的一個變光晶體。該變光晶體發射出成對的糾纏態光子。這些光子被分離,分別被傳輸至彼此相距1200公里、位於山頭上的接收望遠鏡。兩個地面接收站都位於青藏高原,從而減少了脆弱的光子必須穿越的空氣密度。然後,科研人員同時對1000多對光子進行了測量。他們發現,具有相反特性的光子遠遠多於偶發情況。
但仍然只有600萬分之一的光子可以被重新捕獲,專家們說,雖然這一數據好於此前的地面研究,但仍遠不足以利用量子力學原理實現向月球發射密鑰的目標。勇敢的中國已經在一個跨洲項目中公開發表國際合作傳輸糾纏態光子的計劃。如果這一計劃取得成功,那麼,那些依賴網絡進行金融轉賬(日益依賴以衛星爲基礎的互聯網),高度關注安全的組織和個人將會對量子衛星加密技術產生好感。
報道稱,這一努力也突出表明,西方在科學領域的主宰地位已經大幅喪失。今天,來自中國的高質量科學論文的數量已經居於全球第二位,僅次於美國。連同在幹細胞研究方面所取得的進展,這一最新成果表明,中國已經掌握了現代科學最具代表性的前沿領域:衛星、量子和互聯網。(編譯/林朝暉)
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