九章问世，背后的意义非常巨大！国人想都不敢想

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2020-12-07 10:50:42

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通俗来理解，就是一对预先被制备好的量子，即便彼此被分隔在银河的两端，只要我们改变其中一方的状态，另外一方的状态也会瞬间变化。

在量子力学刚刚开始发展的那几年，这种心电感应一样的“灵异现象”甚至让爱因斯坦、薛定谔都翻车了——量子纠缠无视距离，莫非意味着这世间有超越光速的存在？

连“量子纠缠”这个词都是虐猫狂人薛定谔用来嘲笑早年间以玻尔为代表的那群量子物理学家的“蔑称”。

现在，量子纠缠被证实了。只不过纠缠的两个量子之间出现的只有状态的同步，并不能用来传递信息，也并不会超越光速。就像是远在美国的女儿生了孩子，在中国的妈妈瞬间就会变成姥姥。。。。。。这是一种预先存在的事实与本质，和信息传递无关。

想传递有价值的信息，还是得靠经典的通信渠道，但量子的纠缠却可以被用来制作密钥。

基于量子纠缠的密钥分发就是利用这样的一种原理：将预先制备好的一对纠缠量子分别发送给不同地点的通信双方。再结合之前“量子不能测，一测就变态”的规律，当甲方测定了量子的状态后，量子就坍缩了（状态固定了），千里之外乙方的量子也就瞬间变成了和甲方量子互补的状态。

甲方的量子向上自旋，乙方的就必然向下；甲方的量子向左，乙方的就必然向右。这样，双方就能得到一组共享的密钥，保密通信的条件就具备了。

让我们感到开心的是，目前，中国是量子通信领域的最强王者。

毫不夸张地说，今天中国的量子通信技术全方位、多角度、无死角地领先欧洲和美国。

2016年，“墨子号”量子科学实验卫星升空，首次在世界上实现了从太空到地面的、千公里级别的量子密钥分发。哪怕量子通信的理论是美国科学家提出的，但西方国家至今仍没有实现同等量级的项目，我们在这个领域遥遥领先。

当“墨子号”划过华北的天空时，它可以和位于河北兴隆的地面光学站建立光链路，也就是使用激光脉冲传输量子信号。通信距离645公里起步，最长可以实现1200公里。

相比起地面光纤传输量子信号时的巨大损耗，“墨子号”的传输效率要高20个数量级，每秒能向地面站发射4000万个信号光子——“墨子号”每一次短暂地划过天空，就能和地面站之间生成300K字节的安全密钥。这可以说是为日后的全球量子通信网络打下了坚实的基础。

有了卫星作为信号中继站，就足以实现地球上任意两点之间的保密通信，把量子密钥的分发范围从短短20km拓展到全球。

而当地面站向太空中的“墨子号”发射量子信号的时候，事情就变得更加科幻了：位于西藏阿里5100米海拔的地面站将会向“墨子号”发射一束激光脉冲，从地面向卫星发射纠缠光子。在实验中，通信的距离最低500公里，最远达到了1400公里。

根据中科院官方网站的描述：“地面光源每秒产生8000个量子隐形传态事例，地面向卫星发射纠缠光子，实验通信距离从500公里到1400公里，所有6个待传送态均以大于99.7%的置信度超越经典极限。倘若在同样长度的光纤中重复这一工作，则需要3800亿年（宇宙年龄的20倍）才能观测到1个事例。”

虽然有的科学术语咱们不了解，但我们要注意的是中科院给这项技术的定性：这一重要成果为未来开展空间尺度量子通信网络研究，以及空间量子物理学和量子引力实验检验等研究奠定了可靠的技术基础。