| 美國(guó)路易斯安那州立大學(xué)赫恩理論物理研究所聯(lián)合主管Jonathan P. Dowling: |
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| 量子衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)意義非凡 |
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量子糾纏和相關(guān)的量子隱形傳態(tài)，是量子力學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中最奇妙的幾個(gè)預(yù)言，它們似乎都指向著讓愛因斯坦困擾的一種“幽靈般的超距作用”。要注意的是，這種體系不能用于速度高于光速的通信，因此愛因斯坦的相對(duì)論仍然是安全的。
當(dāng)然，在兩個(gè)分離的糾纏粒子之間似乎存在著“非局域”關(guān)聯(lián)，這推動(dòng)著相對(duì)論的邊界，并為愛因斯坦的理論帶來了一絲不安。因此，通過星地間的量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)在遠(yuǎn)距離進(jìn)行量子理論的檢驗(yàn)是至關(guān)重要的，我們需要尋找（我們已知的）量子理論在遠(yuǎn)距離是否會(huì)失敗的任何跡象。
量子理論所作出的預(yù)測(cè)是它不會(huì)在遠(yuǎn)距離失敗。因此，任何不符合該結(jié)果的實(shí)驗(yàn)都無疑意味著在最壞的情況下量子理論是不完整的，這可能會(huì)指引出統(tǒng)一量子理論和愛因斯坦相對(duì)論的方向——自20世紀(jì)30年代起，人們就開始尋找這種統(tǒng)一的理論，但迄今為止尚未找到。
潘建偉教授所負(fù)責(zé)的量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星計(jì)劃將會(huì)提供這種終極測(cè)試。潘建偉在中國(guó)青海湖所做的97公里量子隱形傳態(tài)實(shí)驗(yàn)令人印象深刻，這源自他與奧地利Anton Zeilinger團(tuán)隊(duì)之間緊張激烈的競(jìng)爭(zhēng)——Zeilinger團(tuán)隊(duì)在加那利群島作出了144公里的紀(jì)錄。量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星的星地實(shí)驗(yàn)計(jì)劃將會(huì)進(jìn)一步把這一數(shù)字提升至數(shù)百公里。而且，衛(wèi)星與地面站之間將存在不同的引力勢(shì)，我們可以留心尋找愛因斯坦廣義相對(duì)論的影響。這些實(shí)驗(yàn)都具有非常重要的根本性意義。
這一技術(shù)更加實(shí)際的應(yīng)用是建立全球的量子互聯(lián)網(wǎng)。未來，量子計(jì)算機(jī)將會(huì)在全球范圍內(nèi)被連接在一起，進(jìn)行量子分布式計(jì)算等應(yīng)用。其它的應(yīng)用還包括量子密碼學(xué)等等。
對(duì)于我而言，中國(guó)空間項(xiàng)目令我印象最深刻的是他們?cè)敢馓龉逃械乃季S模式來考慮新的任務(wù)，研發(fā)速度很快，而且也沒有太多的行政惰性，這一點(diǎn)往往困擾著其它宇航局。特別是中國(guó)國(guó)家航天局（CNSA）在尋找利基項(xiàng)目方面做得很好，所選的項(xiàng)目不會(huì)直接與美國(guó)國(guó)家航空航天局和歐空局競(jìng)爭(zhēng)，因此他們也能夠以靈活、激動(dòng)人心的方式很好地補(bǔ)足其它機(jī)構(gòu)所做的工作。
《科學(xué)新聞》 (科學(xué)新聞2016年5月刊 關(guān)注)