潘建偉的團(tuán)隊(duì)參與了大貝爾實(shí)驗(yàn)。結(jié)果不出意外，再次證明了量子力學(xué)的正確性，和之前的多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果一樣。相關(guān)成果以 Letter 的形式發(fā)表在了 2018 年 5 月 10 的《自然》雜志上。Letter 也是研究成果的發(fā)表形式，比 Article 的等級(jí)略低一點(diǎn)，但也是重要的文獻(xiàn)。

這幾年他一直在孜孜不倦地打假潘建偉教授，差不多有 10 年了吧，我記得我寫《時(shí)間的形狀》第一版時(shí)，就是因?yàn)榭吹搅朔街圩拥拇蚣傥恼?，下筆的時(shí)候還特別小心翼翼地用了我等吃瓜群眾目前還在看熱鬧中的說法，但是到第二版的時(shí)候，我就刪除了。因?yàn)殡S著時(shí)間的推移，潘建偉教授的學(xué)術(shù)成就越來越可靠。

最能說明潘建偉學(xué)術(shù)成就的是 2017 年，他兩度在國際最頂尖的科學(xué)期刊上發(fā)表論文。2017 年 6 月，潘建偉領(lǐng)銜的全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了“千公里級(jí)”的星地雙向量子糾纏分發(fā)，打破了此前國際上保持多年的“百公里級(jí)”紀(jì)錄，相關(guān)成果發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。時(shí)隔一個(gè)多月，這支團(tuán)隊(duì)又在國際上第一次成功實(shí)現(xiàn)“千公里級(jí)”的星地雙向量子通信，相關(guān)成果在線發(fā)表在《自然》雜志上。年底，他又被《自然》雜志評(píng)為年度十大科學(xué)人物。

當(dāng)然，有人也可以用韓春雨事件來說這還是不能說明問題。但關(guān)于潘建偉教授的報(bào)道并不是突然一陣風(fēng)，是由來已久了，可以說，經(jīng)受住了時(shí)間的檢驗(yàn)。久負(fù)盛名的著名科普雜志《科學(xué)美國人》 2017 年 6 月也曾經(jīng)發(fā)文科普過潘建偉和他的量子通信。

聽眾“薛定諤的貓”在我的微信公號(hào)中留言寫道：汪老師，請(qǐng)談?wù)勁私▊F(tuán)隊(duì)的大貝爾試驗(yàn)好嗎？新華社說是由潘建偉團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)的試驗(yàn)，完全不提國際合作的事情，我去看了一下原論文，奈何英文不行，大致看出來還有好多國際團(tuán)隊(duì)的合作。這個(gè)試驗(yàn)的意義有多重要？之前也有聽眾問起過，說方舟子一直在孜孜不倦地打假潘建偉，想知道潘建偉在研究的量子通信到底是不是偽科學(xué)，國際上對(duì)這個(gè)項(xiàng)目又是怎么看的？

好，那我今天就借著大貝爾試驗(yàn)的這條新聞，再跟大家聊聊潘建偉教授的成就。先來說一下大貝爾試驗(yàn)是怎么回事?？陀^地說，新華社的這篇新聞實(shí)在有點(diǎn)讓我無語，豎立民族自信最好還是要建立在客觀真實(shí)上。新華社的這篇新聞稿是 2018 年 5 月 11 日發(fā)出來的，也就是前兩天的事情，我的很多群里都在轉(zhuǎn)發(fā)。我先給大家念一下新華社的原文，然后我再說真實(shí)的情況，你們就知道是怎么回事了。原文是這樣：

近期，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉及其同事彭承志、印娟、張強(qiáng)、陳宇翱等組成的團(tuán)隊(duì)，在國際上首次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了基于人類自由意志和超高損耗下的貝爾不等式檢驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上開展全球合作，利用超過十萬人的自由意志產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)進(jìn)行了量子非定域性檢驗(yàn)，相關(guān)成果于5月10日發(fā)表在《自然》雜志上。

好了，新聞聽完了。你再仔細(xì)聽我說下面三點(diǎn)：

這個(gè)大貝爾試驗(yàn)是 2016 年 11 月29 日開始的，持續(xù)了大約 1 天的時(shí)間，注意時(shí)間，是2016 年，這就是新華社新聞中所說的“近期”的準(zhǔn)確含義。

《自然》雜志的那篇文章的署名作者的名單很長很長，有幾十個(gè)人，潘建偉教授他們當(dāng)然也在其中。

這是一個(gè)國際合作項(xiàng)目，初始倡議者是西班牙的光子科學(xué)研究所，參與的機(jī)構(gòu)全世界加起來總共有 9 家，中科大只是其中之一，并沒有任何特殊性質(zhì)。

知道了這三條基本情況后，我再來說說這個(gè)大貝爾試驗(yàn)是咋回事。貝爾實(shí)驗(yàn)是數(shù)學(xué)家貝爾提出來的一個(gè)驗(yàn)證量子力學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)，主要與量子糾纏的性質(zhì)有關(guān)。那關(guān)于什么是量子糾纏，什么是貝爾實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)聽我《宇宙自然生命簡史》的第 21 和22 期節(jié)目，我介紹的非常詳細(xì)，而且通俗易懂，我不再贅言。在貝爾實(shí)驗(yàn)中，有一個(gè)重要的工具，就是需要一組很長很長的隨機(jī)數(shù)。有一些特別苛刻的的科學(xué)家就提出，之前所有的貝爾實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)都值得懷疑，不是真正的隨機(jī)數(shù)，因?yàn)橹灰怯脵C(jī)器產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)都不見得是真隨機(jī)，或許就是在宇宙大爆炸的那一刻就由所有的參數(shù)決定了的。那既然隨機(jī)數(shù)不是真隨機(jī)，那么實(shí)驗(yàn)的根基就不牢靠。為了應(yīng)對(duì)這樣的質(zhì)疑，有一些科學(xué)家就提出了另外一種隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生的方法，就是用人肉來產(chǎn)生。這是基于自由意志假說，也就是說人的意志不是在宇宙大爆炸那一刻被決定的，每個(gè)人都有自由意志，所以如果你現(xiàn)在閉著眼睛隨機(jī)的寫 0 和 1 的字串，這個(gè)字串就是隨機(jī)的。當(dāng)然，為了更保險(xiǎn)，最好是幾萬人甚至十幾萬人寫下的字串再歸納。為了不讓這件事情干著太枯燥，于是科學(xué)家們就設(shè)計(jì)了一個(gè)游戲，邀請(qǐng)全世界的普通人在同一段時(shí)期內(nèi)一起來玩。原本是計(jì)劃邀請(qǐng)到 3 萬人以上，最后實(shí)際參與的人數(shù)超過了 10 萬。

?

?

?

圖：這就是當(dāng)時(shí)的隨機(jī)數(shù)游戲

這個(gè)就差不多是大貝爾試驗(yàn)的基本情況。潘建偉的團(tuán)隊(duì)參與了這次實(shí)驗(yàn)。結(jié)果不出意外，再次證明了量子力學(xué)的正確性，和之前的多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果一樣。相關(guān)成果以 Letter 的形式發(fā)表在了 2018 年 5 月 10 的《自然》雜志上。Letter 也是研究成果的發(fā)表形式，比 Article 的等級(jí)略低一點(diǎn)，但也是重要的文獻(xiàn)。

說實(shí)話，我覺得這不算是非常重要的科學(xué)成果，感覺更有點(diǎn)像是一場對(duì)公眾做科普的秀，很好玩，也很有話題性，但科研價(jià)值可能有限。因?yàn)閷?duì)于這次實(shí)驗(yàn)，在科學(xué)界其實(shí)并沒有人認(rèn)為會(huì)出現(xiàn)什么驚人的不同結(jié)果。我認(rèn)為加上人類自由意志的噱頭不過是更容易引起公眾的興趣罷了。

說回方舟子打假，我承認(rèn)方舟子確實(shí)成功地打過很多科技領(lǐng)域的假，而且如果是在他的本專業(yè)范圍領(lǐng)域內(nèi)的，我印象中還沒有失手過。不過出了他擅長的生物化學(xué)領(lǐng)域，就不好說了。這幾年他一直在孜孜不倦地打假潘建偉教授，差不多有 10 年了吧，我記得我寫《時(shí)間的形狀》第一版時(shí)，就是因?yàn)榭吹搅朔街圩拥拇蚣傥恼?，下筆的時(shí)候還特別小心翼翼地用了我等吃瓜群眾目前還在看熱鬧中的說法，但是到第二版的時(shí)候，我就刪除了。因?yàn)殡S著時(shí)間的推移，潘建偉教授的學(xué)術(shù)成就越來越可靠。

最能說明潘建偉學(xué)術(shù)成就的是 2017 年，他兩度在國際最頂尖的科學(xué)期刊上發(fā)表論文。2017 年 6 月，潘建偉領(lǐng)銜的全球首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了“千公里級(jí)”的星地雙向量子糾纏分發(fā)，打破了此前國際上保持多年的“百公里級(jí)”紀(jì)錄，相關(guān)成果發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。時(shí)隔一個(gè)多月，這支團(tuán)隊(duì)又在國際上第一次成功實(shí)現(xiàn)“千公里級(jí)”的星地雙向量子通信，相關(guān)成果在線發(fā)表在《自然》雜志上。年底，他又被《自然》雜志評(píng)為年度十大科學(xué)人物。

當(dāng)然，有人也可以用韓春雨事件來說這還是不能說明問題。但關(guān)于潘建偉教授的報(bào)道并不是突然一陣風(fēng)，是由來已久了，可以說，經(jīng)受住了時(shí)間的檢驗(yàn)。久負(fù)盛名的著名科普雜志《科學(xué)美國人》 2017 年 6 月也曾經(jīng)發(fā)文科普過潘建偉和他的量子通信。我請(qǐng)我的助理小編把這篇文章全文翻譯了一遍，發(fā)布在這里，而在我的音頻節(jié)目中我會(huì)選取一部分念一下。

**** 全文 ****

中國打破“幽靈般超距作用”的紀(jì)錄，準(zhǔn)備好迎接量子互聯(lián)網(wǎng)

Lee Billings

?

?

?

去年六月的測試具有里程碑式的意義。潘建偉率領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)使用實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星在前所未有的距離上，測試了量子糾纏。他們將糾纏態(tài)的光子對(duì)發(fā)射到了中國的三個(gè)地面站，而地面站之間都相隔超過 1200 公里。這項(xiàng)測試驗(yàn)證了量子理論長期以來顯得頗為神秘的原理，并建立起了中國在新興的“量子太空競賽”中的領(lǐng)跑者地位。中國的目標(biāo)就是創(chuàng)建一個(gè)基于量子的安全的通信網(wǎng)絡(luò)，也就是一個(gè)潛在的不可撼動(dòng)的“量子互聯(lián)網(wǎng)”，這將具有巨大的地緣政治意義。

日內(nèi)瓦大學(xué)的物理學(xué)家尼古拉斯·吉辛并沒有參與墨子號(hào)的研究，她是這么評(píng)價(jià)的，中國已經(jīng)在量子通信領(lǐng)域了取得了領(lǐng)先，這證明全球量子通信是可能的，并且將在不久的未來得以實(shí)現(xiàn)。

量子通信這個(gè)概念被認(rèn)為是安全的最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)，部分原因是因?yàn)槿魏胃`聽行為都會(huì)在傳輸中留下印記。傳統(tǒng)的加密信息需要密鑰來解密，但是這些密鑰在發(fā)送給以太空間的過程中有時(shí)會(huì)被竊取。而在量子通信中，這些密鑰可以編碼成糾纏光子的各種量子態(tài)，例如它們的極化狀態(tài)。而且如果信息被中途竊聽，信息的量子態(tài)將不可避免地發(fā)生改變?；诘孛娴牧孔油ㄐ磐ǔ?huì)通過光纖電纜或在露天發(fā)送糾纏光子對(duì)。但沿途與普通原子的碰撞會(huì)干擾光子脆弱的量子態(tài)，使傳輸距離被限制在了幾百公里。而去年六月潘建偉的測試距離達(dá)到了千公里級(jí)。有一種被稱為“量子中繼器”的精密儀器，配有“量子存儲(chǔ)器”的模塊，原則上可以以菊花鏈的形式連接在一起接收、存儲(chǔ)和重新傳輸長距離的量子密鑰。但這項(xiàng)任務(wù)非常復(fù)雜和困難，以至于這些系統(tǒng)很大程度上依然只存在于理論中。

伊利諾伊大學(xué)厄巴納分校的物理學(xué)家保爾·威特表示，量子中繼器必須從兩個(gè)不同的地方接收光子，然后將他們存儲(chǔ)在量子存儲(chǔ)器中，接著直接讓它們互相干涉，之后才能沿著網(wǎng)絡(luò)發(fā)送進(jìn)一步的信號(hào)。他還說，為了完成以上的步驟，你必須在沒有實(shí)際測量它們的情況下，明確地知道已經(jīng)存儲(chǔ)了它們，這有點(diǎn)像沒有打開郵件的包裹，但知道里面裝的是什么物品。如果是包裹，你還可以晃動(dòng)下聽聽里面是什么，但難就難在你收到的只是光子。你希望確認(rèn)你已經(jīng)收到了它們，但你不希望吸收它們。毫無疑問，理論上是完全可以實(shí)現(xiàn)的，但現(xiàn)實(shí)中很難做到。

為了形成環(huán)繞全球的安全的量子通信網(wǎng)絡(luò)，唯一可行的方案就是從太空中發(fā)送量子密鑰，然后將它們分發(fā)到數(shù)千公里以外的地面節(jié)點(diǎn)。以中國古代哲學(xué)家命名的墨子號(hào)，重達(dá) 600 公斤，2016 年時(shí)已經(jīng)被發(fā)送到了近地軌道。這是中國在量子通信領(lǐng)域發(fā)力的標(biāo)志性事件。但這還不算完，墨子號(hào)只是排頭兵，接著還有一系列的國家層面的研究計(jì)劃，投入的總額約為 1 億美元，項(xiàng)目被稱為“量子科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星”（QUESS）。

?

?

?

墨子號(hào)攜帶的核心部件是一系列晶體和激光器，它們能夠產(chǎn)生糾纏的光子對(duì)，然后將光子對(duì)分離，通過單獨(dú)的光束傳輸?shù)叫l(wèi)星視線范圍內(nèi)的地球上的地面基站。2017 年 6 月的測試，三座接收站有兩座位于青藏，分別是德令哈和烏魯木齊，還有一座位于西南部的麗江。德令哈和麗江相距 1203 公里，打破了糾纏光子對(duì)傳輸距離的紀(jì)錄。

去年中旬的這次測試和搭建起來的系統(tǒng)，大多是為了證明概念的可行性。因?yàn)楫?dāng)時(shí)報(bào)告的墨子號(hào)和地面接收站之間的數(shù)據(jù)傳輸率太低了，無法支持實(shí)際的量子通信。墨子號(hào)晶核每秒傳輸過程中產(chǎn)生的六百萬個(gè)糾纏對(duì)中，只有一對(duì)到達(dá)了地面的探測器，被地面基站上的聚光望遠(yuǎn)鏡接受到，因?yàn)檫^程中光束需要穿過地球的大氣層會(huì)變?nèi)?。中國科技大學(xué)的潘建偉是團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，他從 2003 年起就在推動(dòng)進(jìn)行這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。他把這個(gè)過程比作是探測到月球上一根火柴發(fā)出的單個(gè)光子。即使如此，他也認(rèn)為，墨子號(hào)傳輸糾纏光子對(duì)的效率比使用最好的通信光釬快了一萬億倍。他說，我們做了一件在沒有墨子號(hào)的情況下絕對(duì)不可能完成的事情。潘建偉表示，接下去的五年，量子科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星項(xiàng)目將發(fā)射更多更實(shí)用的量子通信衛(wèi)星。

盡管現(xiàn)在潘建偉和他的團(tuán)隊(duì)對(duì)墨子號(hào)和后續(xù)發(fā)射上空的衛(wèi)星的規(guī)劃是最終能夠分配量子密鑰，但他們最初的目標(biāo)其實(shí)很簡單，那就是證明愛因斯坦是錯(cuò)的。

量子理論有一種特性，叫量子糾纏，簡單來說，兩個(gè)處于糾纏狀態(tài)的量子，無論這些粒子之間相隔多遠(yuǎn)，只要一個(gè)測量了其中一個(gè)粒子的狀態(tài)，另外的粒子就算遠(yuǎn)在天邊也會(huì)立刻隨之改變狀態(tài)不過，愛因斯坦并不買賬，并譏諷這個(gè)現(xiàn)象為“幽靈般的超距作用”。愛因斯坦之所以無法接受，因?yàn)檫@似乎暗示了信息或許可以在粒子之間超光速傳遞，違反了他狹義相對(duì)論中所設(shè)定的宇宙速度極限。于是，愛因斯坦和其他人認(rèn)為，或許糾纏態(tài)的粒子共享某個(gè)“隱變量”，這些變量無法通過實(shí)驗(yàn)獲得，但測量時(shí)可以決定粒子接下去的行為。1964 年，物理學(xué)家約翰·貝爾想出了一個(gè)方法來測試愛因斯坦的想法。他計(jì)算出了一個(gè)物理學(xué)家統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上可以測量的和糾纏粒子有關(guān)的隱變量的極值。如果實(shí)驗(yàn)證明這個(gè)極值可以被超過，那么愛因斯坦關(guān)于隱變量的想法就是錯(cuò)的。

?

?

?

20世紀(jì) 70 年代以來，物理學(xué)家在不斷擴(kuò)大的時(shí)空范圍內(nèi)進(jìn)行了貝爾實(shí)驗(yàn)，都證明愛因斯坦至少在這一件事上，是確實(shí)搞錯(cuò)了，糾纏的粒子確實(shí)超過了貝爾設(shè)定的嚴(yán)格的極值。之前，最具有決定性意義的一次測試發(fā)生在 2015 年的荷蘭。當(dāng)時(shí)，代爾夫特理工大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)解決了幾個(gè)潛在的困擾之前實(shí)驗(yàn)的漏洞。雖然是小概率事件，但這些漏洞可能使實(shí)驗(yàn)者錯(cuò)過發(fā)現(xiàn)隱變量。2015 年的實(shí)驗(yàn)包含了分隔稍稍超過一公里遠(yuǎn)的糾纏粒子。而墨子號(hào)對(duì)糾纏光子的傳輸是在相距超過 1000 公里的地面基站之間進(jìn)行的，這是迄今為止最具有說服力的貝爾實(shí)驗(yàn)。和之前一樣，這兩次實(shí)驗(yàn)都證明，愛因斯坦錯(cuò)了。量子領(lǐng)域仍然充滿著詭異，沒人能完全理解其中的原理，只知道它確實(shí)發(fā)生了。（汪詰注：貝爾實(shí)驗(yàn)的成功不代表狹義相對(duì)論錯(cuò)了，只代表“隱變量”假說是錯(cuò)的，科學(xué)家也從理論上證明了，量子糾纏效應(yīng)并不能實(shí)現(xiàn)信息的超光速傳遞。）

德州大學(xué)的物理學(xué)家斯考特·阿倫森表示，任何接受量子理論的人都不會(huì)懷疑量子糾纏會(huì)在超過 1200 公里的距離間產(chǎn)生，甚至可以說在無限長的距離內(nèi)都可能產(chǎn)生，但看到有實(shí)驗(yàn)確切證明了這一點(diǎn)，還是非常棒的。他還說，我們現(xiàn)有的知識(shí)并不能說明量子通信這個(gè)目標(biāo)是無法實(shí)現(xiàn)的，潘建偉的這次試驗(yàn)很重要，并不是因?yàn)樗鞘铺祗@預(yù)料之外的，也不是因?yàn)樗品诉^去的認(rèn)知，而是因?yàn)樗嵌嗄暌詠砼ぷ鳙@得的讓人滿意的結(jié)果。

潘建偉的這項(xiàng)工作開始于上世紀(jì) 90 年代，當(dāng)時(shí)他是奧地利因斯布魯克大學(xué)物理學(xué)家安東·澤林格實(shí)驗(yàn)室的一名博士研究生。澤林格是潘建偉的博士導(dǎo)師。他們親密合作，一起測試并進(jìn)一步發(fā)展了量子通信的想法。潘建偉于 2001 年回到中國，建立了自己的實(shí)驗(yàn)室。巧的是，澤林格也在位于維也納的奧地利科學(xué)院創(chuàng)辦了自己的實(shí)驗(yàn)室。接下去的七年，他們?cè)诖蚱萍m纏光子對(duì)的傳輸紀(jì)錄上激烈競爭，競爭的內(nèi)容包括間隔的距離更大、條件更極端，并要求實(shí)驗(yàn)以地面為基礎(chǔ)進(jìn)行。他們兩人還在這段時(shí)間內(nèi)說服了自己國家的航天局，給發(fā)射衛(wèi)星、從太空測試這項(xiàng)技術(shù)開了綠燈。但澤林格的提案毀在了歐洲航天局的官僚主義上，而潘建偉的提案馬上就獲得了中國國家航天局的支持。最后，澤林格選擇了與他的學(xué)生再次合作，而不是展開競爭?，F(xiàn)在，奧地利科學(xué)院是“量子科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星”項(xiàng)目（QUESS）的合作方。更讓人期待的是，這個(gè)項(xiàng)目計(jì)劃用墨子號(hào)來進(jìn)行一次洲際間的國際量子密鑰分配試驗(yàn)，地面基站會(huì)建在北京和維也納。

澤林格說，我很高興墨子號(hào)進(jìn)展順利，但我也意識(shí)到，歐洲和其他國家錯(cuò)過了量子通信這個(gè)巨大的機(jī)會(huì)。

其實(shí)這些年，其他的研究人員和機(jī)構(gòu)都在爭相趕上，推動(dòng)政府給與更多的資金，用來進(jìn)行地面和太空的進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。這其中，有很多人認(rèn)為，墨子號(hào)的成功是他們一直期盼的催化劑，能推動(dòng)政府對(duì)這項(xiàng)研究給與更多的便利。加拿大滑鐵盧大學(xué)，這個(gè)名字有點(diǎn)逗，但確實(shí)大家就是這么叫的，這所大學(xué)的物理學(xué)家托馬斯·堅(jiān)尼威沒有參與墨子號(hào)的研究，他表示，這次試驗(yàn)確實(shí)是一次重要的里程碑事件，因?yàn)槿绻覀儗硪ㄔ煲粋€(gè)量子互聯(lián)網(wǎng)，我們就需要在這樣的長距離間發(fā)送糾纏態(tài)的量子。他說，這項(xiàng)研究對(duì)所有科學(xué)界的人來說都是具有開創(chuàng)性意義的，每個(gè)人都可以指著它說，看到?jīng)]，這行得通！

堅(jiān)尼威和他的合作者正在從頭開始尋找一種以太空為基礎(chǔ)的研究方法。目前，他們正在和加拿大航天局合作，計(jì)劃最快 2021 年能發(fā)射一枚比墨子號(hào)更小且相對(duì)簡單的衛(wèi)星，作為通用的接收器重新分配從地面站發(fā)出的糾纏態(tài)的光子。而在新加坡國立大學(xué)，由物理學(xué)家亞歷山大·林領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國際合作項(xiàng)目已經(jīng)發(fā)射了比較省錢的鞋盒大小的立方體衛(wèi)星，用于制造、研究、甚至傳輸“相關(guān)的”光子對(duì)，他們研究的這種狀態(tài)接近量子糾纏，但還不是完整意義上的量子糾纏。美國伊利諾伊大學(xué)的奎特正在用來自 NASA 的撥款開發(fā)一種能夠測試量子通訊的裝置，這種量子通訊可能會(huì)在未來的某一天用到國際空間站的超廣角，也就是多個(gè)光子對(duì)的同時(shí)糾纏。

所有研究中最引人注目的是來自德國馬克思·普朗克光學(xué)研究所的一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)。他們正在開發(fā)量子通信協(xié)議，用于已經(jīng)可以商用的太空中的激光系統(tǒng)，這些系統(tǒng)已經(jīng)在歐洲哥白尼衛(wèi)星和太空數(shù)據(jù)高速路衛(wèi)星上使用。這個(gè)團(tuán)隊(duì)使用了其中的一個(gè)系統(tǒng)，成功編碼，并通過地球靜止軌道衛(wèi)星發(fā)射的光子，把量子的簡單狀態(tài)發(fā)送給了地面基站，這顆衛(wèi)星距離地球上空約 38000 公里。團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)者馬奎德特表示，這項(xiàng)技術(shù)并不依賴量子糾纏，和中國的“量子科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星”項(xiàng)目（QUESS）完全不同，但只需要小小的升級(jí)，它就可以在五年內(nèi)被用于安全通訊中量子密鑰的分配。他們的研究成果發(fā)布在了《光學(xué)設(shè)計(jì)》（Optical）期刊上。

馬奎德特說，我們的目的是真的找到一條捷徑，讓衛(wèi)星的量子密鑰分配這樣的事情在經(jīng)濟(jì)上可行、技術(shù)上可用，并且這一過程能很快實(shí)現(xiàn)。他表示，工程師們花了 20 年，努力工作才造出了這些系統(tǒng)，所以升升級(jí)很簡單，一切從頭設(shè)計(jì)并不劃算。如果你能指望得上太空里已經(jīng)有的經(jīng)過時(shí)間檢驗(yàn)的設(shè)備，這就是一個(gè)巨大的優(yōu)勢，因?yàn)樵谔绽锬苷＿\(yùn)作是件很難的事，通常得花個(gè)五到十年才能做到。

馬奎德特和其他研究人員猜測，這個(gè)領(lǐng)域比公開發(fā)表的論文來得復(fù)雜也先進(jìn)得多，美國和其他一些國家可能對(duì)其中重要的發(fā)展做了官方層面的保密工作。我們或許已經(jīng)來到了量子通信的時(shí)代。馬奎德特表示他有一個(gè)同事開了個(gè)玩笑說，美國的沉默恰似一聲驚雷。美國人可是自由空間衛(wèi)星和量子密鑰分配的行家，他們?cè)诼逅拱⒗箛覍?shí)驗(yàn)室和其他地方都有研究團(tuán)隊(duì)，但突然間，就不再公布進(jìn)展了。我們認(rèn)為他們不再發(fā)聲只有兩個(gè)可能，要么干砸了，要么干成了！

********

以上就是《科學(xué)美國人》的那篇文章。我想，這篇文章可以很好地破除網(wǎng)上流傳的很多謠言，例如量子通訊是科學(xué)騙局，其他國家都不搞量子通訊，就中國人花大錢在搞之類的。

我想補(bǔ)充一下，存在一個(gè)廣泛的誤解，那就是量子通訊就是量子糾纏原理的應(yīng)用。實(shí)際上，量子保密通訊可以用到量子糾纏，也可以不用到量子糾纏。墨子號(hào)的量子通訊試驗(yàn)和量子糾纏試驗(yàn)其實(shí)是兩個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)，它的量子通訊只需要用到單光子密鑰分發(fā)，并不需要用到量子糾纏。它做的量子糾纏的實(shí)驗(yàn)只是為了驗(yàn)證理論的一項(xiàng)純?cè)囼?yàn)性質(zhì)的工作，是為后續(xù)的工作鋪路的。