“墨子号”星际首航是咋回事

林梅

这是中国第一颗，也是世界第一颗上天的量子卫星。“墨子号”上天的目的，一是发展量子通信和加密技术，二是验证量子力学的有效性。如果实验成功，它将有可能建立比经典物理学更强有力的地面系统与空间系统链接

量子世界

“如果谁不为量子论而感到困惑，那他就是没有理解量子论。”量子物理学大师尼尔斯·玻尔（Niels Henrik David Bohr）曾这样说过。

在量子世界里，盒子里薛定谔的猫可以既死又活，直至我们打开盒子看它。相距遥远的一对粒子可以存在“心灵感应”，一个粒子的状态随另一个瞬时变化。前者，我们叫它“量子叠加”，而后者，则是“量子纠缠”。

量子态叠加是指粒子可以同时处于不止一种状态的相干叠加。例如，同一时刻，电子自旋方向可以既是顺时针又是逆时针，或者原子同时处于激发态和基态。而量子纠缠是指，两个微观世界的粒子可以具有某种状态上的关联，无论它们距离多远，只要其中一个被测量到处于某种状态，另一个也会在同时塌缩到某种状态。

因为这神奇的量子纠缠是非局域的，所以两个纠缠的粒子无论相距多远，测量其中一个粒子的状态，必然能同时获得另一个粒子的状态，而这个“信息”的获取又不受光速限制，物理学家自然想到，能否利用这种跨越空间的纠缠态进行信息传输？于是，基于量子纠缠态的量子通信应运而生，这种试图通过跨越空间的量子纠缠来实现对量子传输的通信方式，被称为“量子隐形传态”。……