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  • 1 # 緣緣堂892

    可能是這樣:光量子在光纖線路中傳送的距離較短。但是在大氣層中就可以一次性傳輸幾千公里,幾乎沒有能量的損耗,所以就決定用天上的衛星來幫助光量子實現更遠距離更大範圍的傳輸。這樣也有利於以後建成全球量子保密資訊網!

  • 2 # 量子情感

    2016年8月16日,中國發射了世界上第一顆量子通訊衛星—墨子號,墨子號實現了千公里級別的量子通訊,更準確的說1200公里的量子通訊,這是領先於全世界的技術,但是瞭解量子力學的讀者應該清楚,量子通訊的理論基礎是微觀量子領域中的量子糾纏現象,量子糾纏是不受時間、距離約束的?那麼為何僅僅實現了1200公里的量子通訊,就達到世界第一的水平呢?

    量子糾纏現象通俗的講就是:不論這個量子系統中的粒子相距有多遠,一個粒子的變化會引起另一個粒子的相應變化,本質上說,處於糾纏狀態的粒子是相互聯絡的,它們的自旋方向一定是相反的,我們只要觀察其中一個粒子的自旋方向,就能準確無誤的推斷出另一個粒子的自旋方向。

    但是微觀量子領域中的粒子本身並不是處於糾纏狀態,將它們賦予糾纏狀態需要使用人為進行干預,給大家舉一個粒子:將兩個伽馬光子利用粒子加速器進行對撞,就會產生一對正反電子,這對正反電子就處於糾纏態,理論上來講這種糾纏狀態是不受距離約束的,但是理論畢竟是理論,在實際操作過程中,人為建造的量子通訊通道不可避免的要受到很多環境噪聲的干擾,哪怕這個干擾再小,但是對於脆弱的微觀粒子而言也是十分巨大的,所以處於糾纏狀態的一對粒子會隨著傳播距離的增加而不斷衰弱,其保持糾纏狀態的粒子也會不斷減少,所以只能量子通訊只能短距離使用,在墨子號誕生之前,量子通訊的記錄是13公里,墨子號將13公里增加到了1200公里。

    那麼問題來了,為何墨子號能有如此大的飛躍呢?

    首先來說,原來的量子通訊都是在光線軌道中進行傳輸的,但是光線量子通訊技術對於量子通訊的束縛太大,光線軌道對於處於糾纏狀態的粒子干擾也太大了,光子在光纖中傳播一百公里後,能接受到的有效糾纏光子不足百分之一,光纖量子通訊連百公里級別都很難達到,更淡不上是全球範圍的應用了,如果量子通訊技術僅能在短距離內實現,那麼量子通訊現實意義就可以忽略不計了。

    後來量子衛星首席科學家潘建偉院士提出了一個大膽的想法,光子在穿透大氣層之後仍然可以保留百分之八十以上的有效糾纏光子,然後利用衛星進行中轉,就可以實現全球範圍內的量子訊通,再然後世界上第一顆實現千公里級別的墨子號就誕生了。

    相信隨著科技的發展,隨著我們對於微觀量子領域的瞭解越來越深入,量子領域中越來越多的謎底將會被科學所揭開,並且更好的造福於人類。

  • 3 # 瀟軒

    在地面上做實驗的話,因為地球是一個球面,它的表面是彎曲的,所以1000公里這個級別上的光路都需用到光纖。但是由於光纖的固有損耗特別大,光子容易丟失,同時因為做量子金鑰分發實驗用到是單光子的偏振態,這種單光子狀態是不可複製的,丟了無法彌補回來,所以目前地面上的點對點的光纖量子通訊的距離難以突破百公里量級。

    如果我們想在北京到維也納這樣的6000公里的級別上進行量子金鑰分發,就需要用衛星從天上來做。因為空氣中單光子的損失率比光纖中要低得多。所以,墨子號量子實驗衛星跑到天上去做量子金鑰分發是為了傳遞更遠的距離。

    “墨子號”量子衛星上天以來,其做的實驗主要是在距離上突破了國際上原有的距離。也就是把100公里變成了1000公里這個級別。這為未來進行行星際量子實驗奠定了基礎。

    墨子號至今已在軌執行兩年多,它在國際上第一次成功實現“千公里級”的星地雙向量子通訊,並且完成了量子糾纏分發、量子金鑰分發、量子隱形傳態三大任務。

  • 4 # 手機使用者59514035103

    因為,在地面上進行量子糾纏試驗會有許多幹擾,使試驗的結果產生極多的不確定。其實量子糾纏也只是一個假設。在已公佈的資訊,實驗人員認為可以確認的糾纏的作用範圍,最多在幾千米的距離。為了創造奇蹟,中國採用衛星來進行超長距離量子糾纏試驗。但是找不到具有糾纏關係的量子對就臆想採用光子來進行試驗。目前的所公佈的試驗結果和預定量子糾纏試驗毫無關係,只是一種託詞。

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