量子糾纏是指兩個粒子在一段距離內(nèi)顯得不可分割地聯(lián)系在一起量子傳輸 設(shè)備,因而一個粒子在某個方面充當(dāng)另一個粒子的指示器,這條牢不可破的鏈路似乎有三天會成為超高速、超安全的量子互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ),盡管量子互聯(lián)網(wǎng)還有一段路要走,但假如我們想讓它工作的話,還須要除光纖以外的多種設(shè)備支持,為此,科學(xué)家們正在通過各類新的技術(shù)和手段來測試量子糾纏,甚至將實驗室搬上了太空。
日前,美國國立學(xué)院國立量子技術(shù)中心(CQT)的一項實驗項目就將實驗地點選擇在了太空中一個名為-1的人造衛(wèi)星里面并使用紅色激光晶閘管和非線性晶體來形成糾纏光子對。-1一般會被人們稱為量子納米衛(wèi)星,它是一種基于QKD(量子秘鑰分配)的技術(shù),因為其符合標(biāo)準(zhǔn),因而科學(xué)家們計劃在3U上進(jìn)行演示實驗。
而對于標(biāo)準(zhǔn)衛(wèi)星來說,它是一種用于太空研究的大型衛(wèi)星,由10cm×10cm×11.35cm立方單位的倍數(shù)組成。每單位的立方衛(wèi)星重量不超過1.33公斤,立方衛(wèi)星常由國際太空站上的人員布署步入軌道,或作為發(fā)射載具上的次要載荷。截止2019年1月,人類已發(fā)射超過1000枚立方衛(wèi)星。已有900多個成功布署至軌道、80多個因發(fā)射失敗而被打掉。
美國國立學(xué)院的量子化學(xué)學(xué)家艾托爾·維拉爾(Aitor)覺得,其實在不久的將來量子傳輸 設(shè)備,人類可以建成全球量子網(wǎng)路通訊系統(tǒng),將量子訊號傳輸給月球上或太空中不同的量子接收設(shè)備。這種訊號可用于實現(xiàn)任何類型的量子通訊使用,從用于非常安全的數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧孔用罔€分配到量子隱型傳態(tài),即通過在遠(yuǎn)處復(fù)制量子系統(tǒng)的狀態(tài)來傳輸數(shù)據(jù)信息。
可以說這項技術(shù)在許多應(yīng)用領(lǐng)域就會是顛覆性的,它除了能運(yùn)用于實際的太空環(huán)境當(dāng)中,但是還是在一個大于20分米×10分米(7.87英寸×3.94英寸)的設(shè)備上完成的,但是這個設(shè)備的重量只有2.6公斤(5.73磅)。
艾托爾·維拉爾表示:盡管中國的量子科學(xué)實驗衛(wèi)星是人類史上第一個在外太空中舉辦的量子通訊實驗項目,但-1相比于來說容積更小,假如我們要使用衛(wèi)星作為未來量子通訊的基礎(chǔ),這么其設(shè)備容積將是至關(guān)重要的。
-1于今年從國際空間站發(fā)射升空,它的特殊設(shè)計之處在于能否保護(hù)糾纏的光子源不受來自月球及其周圍軌道的壓力和濕度的影響。-1上的光子對在16攝氏度到21.5攝氏度(60.8攝氏度到70.07華氏度)之間會糾纏在一起。除了這么,該系統(tǒng)還被設(shè)計成可以在低幀率的環(huán)境狀態(tài)下運(yùn)行。在接出來的幾年里,研究小組希望研發(fā)出一種量子接收器,它可以與-1衛(wèi)星進(jìn)行通訊,并提升-1設(shè)備支持量子網(wǎng)路的整體能力。
以太空為基礎(chǔ)背景的全球量子網(wǎng)路研究勢必會成為未來天基量子領(lǐng)域的重要組成部份,同時也展現(xiàn)著國與國之間針對空間探求的科技水平,作為航天大國的我們,自然不能落后于人,是這樣嗎?歡迎評論區(qū)留言。