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还有一个个“大棋局”:访“墨子号”研究团队

作者:- 文章来源:- 点击数:47 更新时间:2017/6/19 7:47:54

  中新社合肥6月17日电 题:“墨子”落子解量子——访中国“墨子号”研究团队

  中新社记者 张素

  这是一场持续近一个世纪的“棋局”。一方是以爱因斯坦为代表的科学家,对量子纠缠提出质疑;另一方是不断涌现的后继者,以科学“应手”。

  双方围绕纠缠本质进行“劫争”。爱因斯坦主张量子测量结果受到某种“隐变量”的预先决定,爱尔兰物理学家贝尔提出“贝尔不等式”——他在爱因斯坦定域实在性的假设下,为同时测量两个被分隔的纠缠粒子的实验进行了严格限制。

  “棋路”逐渐分明:只要在实验上验证“贝尔不等式”不成立,就可打破爱因斯坦定域实在论。

  然而行棋并非易事。量子纠缠本就脆弱,将制备好的纠缠粒子分发到相距甚远的两个点,受地面条件所限损耗过大。量子纠缠分发实验停留在百公里级,没能形成致命一击。

  师从量子实验研究大师蔡林格(Anton Zeilinger)的中国科学家潘建伟,留学归国后成长为弈者主力,却要先面对一步“死棋”。他当时发现量子中继器实验“没有实用价值”。“我感到痛苦。”他对中新社记者说。

  2003年,在痛苦之中的潘建伟提出利用卫星实现远距离量子纠缠分发的方案。他形容当时为“悲壮”,原因是大多数科学家对这个想法的评价是“异想天开”。直到中国科学院的领导层说:“要相信潘建伟,让他疯狂一下。”

  拿着100万元人民币的科研经费,潘建伟招兵买马,彭承志就在这个时候加入团队。14年间他的白发越来越多,中新社记者问其个中体会,他不假思索地答:“在这个团队里做事,挺牛的,挺自豪,挺有成就感。”

  这般快意,源于他们这个研究团队“绝处逢生”,频频下出妙手。2005年时的13公里,2010年的16公里,2012年的百公里,他们不断“拉长”量子纠缠分发的距离,步步围住爱因斯坦一方的阵地。

  2016年8月16日,中国发射了全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”。这颗星的命名是为纪念在2000年前崇尚科学的中国古代思想家墨子,恰也应了“执黑先行”。

  “棋局”形势骤变,中国科学家争分夺秒。彭承志说,团队每晚仅有8分钟的时间,在相距超过1200公里的两个地面站,同时接收以每秒8公里的速度飞驰的卫星“落子”——卫星上的纠缠源载荷每秒产生800万个纠缠光子对。经过一系列精巧设计,他们实现千公里级的量子纠缠分发。

  实验结果违背了贝尔不等式,置信度超过99.9%。2017年6月16日,权威学术期刊《科学》杂志以封面论文的形式刊登这项成果。“到目前为止,这是我一生中最重要的实验研究成果。”潘建伟长舒一口气。

  这场百年“棋局”就这样“收官”?

  潘建伟摇摇头。他们还没有在终极意义上关闭光的自由意志选择漏洞,爱因斯坦一方质疑仍存。于是潘建伟设想了“后手”,在地月拉格朗日点放上光源,向人造飞船和月球分发量子纠缠。这步“棋”一下就横跨30万公里。

  “我们希望再干个15年至20年,把后面的事情做成。”47岁的潘建伟看了看坐在一侧的41岁的彭承志,“可能就要彭承志他们来完成相关实验了。”

  “‘墨子号’取得成果让我们感觉进入了新的层次,可以在科学上做得更好。”彭承志接过话说,在关闭光的自由意志选择漏洞、量子纠缠分发与引力波探测、精密测量等领域,还有一个个“大棋局”。(完)

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