隐形传输距离

2016/10/18 9:18:10

这段16公里的旅程创造了新的世界纪录，这是目前这个星球中量子态在自由空间中所能隐形传输的最远距离。

事实上，在量子态隐形传输经历的漫长旅程中，每一点距离的进步都可以被视为一座里程碑。1997年年底，位于奥地利的蔡林格研究小组首次在实验平台上几米的距离内成功地进行了这一实验。

虽然当时的传输距离仅达数米，但美国《科学》杂志却将其列为该年度全球十大科技进展。《科学》杂志的评语是:"尽管想要看到《星际旅行》中''发送我吧''这样的场景，我们还得等上一些年，但量子态隐形传输这项发现，预示着我们将进入由具有不可思议的能力的量子计算机发展而带来的新时代。"

科幻电影《星际旅行》至今仍在科幻娱乐史上排名榜首。它讲述了人类的梦想:宇航员在特殊装置中平静地说一句，"发送我吧，苏格兰人"，他就会瞬间转移到外星球。在经典游戏"暗黑破坏神"中，女巫角色的技能是"瞬间转移"。只要施展这个魔法，女巫就会伴着一道闪光消失，并出现在任意一个想去的地方。

"这种现象，与量子态隐形传输很类似。"一位联合小组成员谨慎地选择着用词。当然，它们并不相同。在这项实验中，被传输的是信息而并非实物。

1999年，奥地利蔡林格研究小组的论文又与伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论等重大研究成果一起，被英国《自然》杂志选为"百年物理学21篇经典论文"。当时26岁的年轻人潘建伟正在奥地利维也纳大学跟着蔡林格教授学习量子技术，他的名字也在小组名单中。

不过接下来，发展并不算顺利。直到2004年，蔡林格小组才利用多瑙河底的光纤信道，将量子隐形传态距离提高到600米。

这次中国的实验在技术上有了重大创新，光子在传播过程中会因偏振而引起变化，联合小组的科学家们对此进行了"正反馈"，即用简单的光学器械控制住光子的偏振态，使这次实验的保真度最终达到了89%。也就是说，"尽管不能正确无误地发送每一个码，但信息是可以传送的"。

"如果地点允许，我们本来希望能达到20公里。"联合小组成员、清华大学物理系副研究员蒋硕觉得很遗憾。他在一间窗台上生长着翠绿爬藤的办公室里接受了记者的采访。

随着高度增加，空气也会变得更加稀薄。所以，地表10公里的空气密度，基本相当于从地球到外层空间几十公里距离的空气密度。"20 公里的传送距离，就表明光子可以在地表与外层空间卫星间打一个来回。"这也就意味着量子信息可以通过卫星在不同地区，甚至国家间传递。

可在野外实验，状况却无法保证同实验室里一样理想而精确。最终，因为位置便利，研究者们将"秘密基地"分别设在八达岭长城脚下与河北怀来的两家小旅馆，地理距离16公里。

为了用激光为量子态传输打出一个光链路，他们的实验大多在其他人沉入梦乡的夜晚进行。光链路是为了帮助随后分发的光量子"探路"。那些已经睡着了的人并不知道，这群在半夜里还摆弄着有点吓人的绿色激光的年轻人，也正在实现这个世界全新的通信梦想。

"尽管我们只传送了16公里，但这在科学上证明了量子信息的远距离传输是可行的，也意味着量子信息通过卫星进行传递有可能实现。" 蒋硕说。