如何评价墨子号量子科学实验卫星实现 1203 公里量子纠缠?

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  1. Science封面文章,个人感觉工程技术意义大于科学意义。链接:Satellite-based entanglement distribution over 1200 kilometers
  2. 作为两年三个小目标之一的远程纠缠分发任务,算是圆满完成。QKD,teleportation也快了。估计也是正刊级别的。两年三篇Science,近两年的自然科学一等奖估计又被潘老师预定了。
  3. 心疼测数据的同学,每天只有等到凌晨1点半,才能采集5分钟的数据。
  4. 作为3个基点之一的云南丽江站,与地理位置相距1000多公里的德令哈实现了纠缠分发。这证明了云南的空气可能确实不甜,但污染肯定没那么严重。
预计潘老师接下来要做的工作是实现星地量子密钥分发,欲了解详情可参考我之前的回答:量子纠缠为什么不能用于瞬时通讯? - 知乎

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谢谢大家的赞。

再跟大家分享几点:

1. 关于每天只有五分钟的数据,这是由于墨子号是近地轨道卫星(可能是为了减少信道损耗以及方便跟瞄),每天只有一次合适的时间窗口传输数据,这对于实时通信是个很大的限制(毕竟你不能叫DADA凌晨一点半起来打电话吧。),这也是未来要解决的问题。发射同步轨道卫星是解决办法之一。通过提高探测设备的信噪比也是技术突破口之一。但碰上雾霾以及极端天气,也是没有脾气。

2. 完成纠缠分发,其实就相当于完成密钥分发了,毕竟后者只是比前者多了一步经典通信。下一篇文章很快就会到来了。估计是北京与维也纳洲际量子通信,以及北京,丽江,德令哈,乌鲁木齐等星地QKD网络。让我们拭目以待。而teleportation则稍微有点难度,毕竟需要将来自卫星的光子与本地的光子进行贝尔态测量。

3. 关于基于量子纠缠的保密通信进入千家万户,这还是很远的一个目标。毕竟第一个量子密钥分发协议BB84是1984年提出来的,距今已有30多年,在中国也只有京沪干线等国家政府层面的才用的上。所以这篇文章只是一个里程碑,并不意味着量子通信马上就要普及。需要做的工作还有很多。

4. 接上条。即使现在做的工作在近5年甚至近10年对社会对于人民利益可能凸显的不是很明显,但是国家和人民都很支持,这也反映了我们的社会和民众越来越成熟,我们的国家越来越自信!

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谢谢大家的赞,谢谢知乎编辑的推荐。

如果对量子通信,量子纠缠感兴趣的可以参考潘老师在2012年发表在Review of Modern Physics上的多光子纠缠以及度量。这篇综述期刊是约稿形式的,足见潘老师在该领域的成就。

文章链接:Multiphoton entanglement and interferometry
作为一个和测试组经常共事的人,忍不住了隔壁拿光子数说事的答主,他评论关了只能在这里重新开一个
600万也就是六到七个数量级而已,简单算一下,卫星上发射望远镜不会太大,0.1到0.2之间,取0.2, 通信波长1064/1550纳米,取1000,束散角就是0.05mrad.
墨子号轨道在四五百公里之间,实际工作时不可能在接收望远镜正上方,实际工作距离在600到1000公里,取600000m,光束在地面尺度大概就是直径30米左右的圆,丽江站接收望远镜直径1.8米,德令哈站接收1米,也就是说忽略掉大气吸收,湍流效应,光学系统损耗,探测系统损耗,丽江站接收概率是0.0036,德令哈站是0.001,那么问题来了,一对纠缠光子被两个站同时接收的概率是多少呢?
每秒600万对光子一对被探测的数据刚好说明了墨子系统在光学系统包括自适应光学系统方面做的非常出色。
哎呀一不小心又吹了一下自己实验室(轮子哥姿势逃