量子卫星比以往任何时候都更接近传送 2017-07-05 09:30:10

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在科学家利用卫星在地球和太空之间传送信息之后,我们可能比以往任何时候都更接近使用远程传送来进行日常通勤

根据数据库arXiv.org上发表的论文,中国研究人员取得了两项独立的成就

第一个涉及在地面观测台和近地900英里的低地球轨道卫星之间传输粒子的特性

第二个在空间和地面之间传输量子加密密钥,代表可以长途旅行的安全通信

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根据ScienceNews的一份报告,在这两种情况下,这是第一次在太空中执行这些功能,从而代表了向地球上空远距离发送量子通信的一步

将粒子的属性发送到另一个 - 或一组粒子的属性到另一个组 - 是量子隐形传态的基础

正如科学家在第一项研究中解释的那样,“量子隐形传态允许将未知量子态从一个物体忠实地传递到另一个物体,而无需物体本身的物理移动

”在这种情况下,他们将这些粒子特性转移到光子之间在空间中被纠缠的地面,意味着它们彼此相互作用或相互依赖

今年早些时候,一颗名为Micius的中国卫星即使在将它们射向相距数英里的两个不同城市之后也能够保持量子粒子纠缠在一起

这是迄今为止最远的科学家们展示过这样一个过程

“到目前为止,自由空间示范仅限于跨城市或山顶之间的视线连接,”他们当时的报告说

并发症使距离保持在几十英里,但研究人员将距离增加了十倍以上

使卫星成为可能的部分原因是卫星超越地球视线范围的自然能力,以及传输信息覆盖的大部分距离是通过空间来防止旅途中的干扰

这个里程碑为这一最新实验铺平了道路,在这个实验中,地面上的粒子和Micius上的空间粒子必须被纠缠,以便能够传送其属性

在量子加密密钥的情况下,它们在卫星和地球之间发射光子,这些粒子的属性用于创建一系列随机数 - 用于加密和解密通信的密钥

因为信息是通过光子的极化和电磁特性传输的,所以它保证了通信的安全性

阅读:观看卫星轨道地球没有崩溃“量子信道上任何试图获取密钥信息的窃听者将不可避免地给系统带来干扰,并且可以被通信用户检测到,”该研究解释说

“私人和安全通信是人类的基本需求

...在20世纪80年代中期提出的量子密钥分配 - 量子加密任务的最着名的例子 - 是一种全新的方法,为量子物理定律确保的密钥交换问题提供信息理论上安全的解决方案

“科学新闻报告解释说,使用卫星实现这种安全的量子通信效率更高,并且可以覆盖比基于地球的传输更长的距离,因为大气不会妨碍吸收正在传输的粒子