两道光束，从中国“墨子号”卫星向地球发出。6月16日，我国科学家利用“墨子号”量子卫星率先实现了千公里级的星地双向量子纠缠分发，再次震动了全球。
因这一史诗级实验成果，“墨子号”登上了《科学》杂志封面。这到底是什么神奇的成果，引发全球关注？
来源｜互联网思想
编辑｜陈光
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点击阅读：《这一次“墨子号”震惊世界，中国凭什么走到了世界科技最前沿？（上）》
2003年开始，潘建伟团队就开始实验长距离量子纠缠。从13公里到100公里，他的团队一步一步走来，始终处于国际引领位置。最终通过太空中的“墨子号”卫星，把科学家一直假想的实验变成了现实。
2016年12月10日，在西藏阿里，科研人员在铁皮屋里合影留念。
数百年前，伽利略架设起人类历史上第一台天文望远镜，从此开启了天文学的新时代。“墨子号”实验成果也提供了一种全新探索手段，将为物理学的未来打开一扇门。
我们身处的时空是连续的吗？
爱因斯坦、波尔等科学巨擘为我们描述的宇宙哪一个更加真实？
“墨子号”量子科学实验卫星与阿里量子隐形传态实验平台建立天地链路
（2016年12月9日摄）
“从前没有技术能力来做这样的检验。”中科大微尺度物质科学国家实验室研究员彭承志说，比如，让光子走过很远的距离，如果空间是不平滑的，就会产生振动。通过测量光子的偏振，反过来可以验证哪个物理学的理论模型更准确。
不过，这种观测的能量和尺度，不是地面实验室条件可以完成的。在理论物理学界，陆续有学者提出，可以通过天文学上的观测来检验这些物理原理，让现代科学大厦的基座更加坚实。
潘建伟说，“墨子号”的最新实验成果，为开展外太空广义相对论、量子引力等物理学基本原理的实验检验奠定了可靠的技术基础。
除了科学基础研究的重要作用之外，实验结果也有实际应用价值。
丽江量子通信地面站望远镜发射红色信标光，“等待”“墨子号”过境
（2016年12月22日摄）
“可以通过远距离量子纠缠来分发量子秘钥，进而构建量子网络。”潘建伟说，把1个光子送到北京，1个光子送到合肥，二者距离1000多公里，这样就可以在北京、合肥之间建立很好的量子通道，进行量子保密通信。
“墨子号”星地传送距离约1200公里，也不算很远，为什么不在地面上做实验？
潘建伟解释，因为光子通过地面光纤传输时，损耗很大，光纤会“吃掉”部分信号。普通信号削弱了可以放大，但量子纠缠的信号无法放大。
“量子纠缠如果用光纤传送，把目前能想象到的、全世界最好的光纤都集中起来，架设1200公里，测算结果是大概3万年才能传送1个光子。”潘建伟说，通过卫星从外层空间传送光子，损耗能减至万亿分之一，目前1秒钟就能传送1个光子，很快可以累积足够的实验数据。
2016年12月22日，在云南丽江观测站，潘建伟（前排右二）、王建宇（前排左一）、彭承志（后排右一）、印娟（后排右二）等科研人员正在做实验。
“墨子号”最新实验成果16日在《科学》上发表时，这家国际权威学术期刊的几位审稿人断言，“毫无疑问将在学术界和广大的社会公众中产生非常巨大影响”。
赞誉很快接踵而至。美国波士顿大学量子技术专家谢尔吉延科评价，这是一个英雄史诗般的实验，中国研究人员的技巧、坚持和对科学的奉献应该得到最高的赞美与承认。
兴隆量子通信地面站望远镜发射出红色信标光
（2016年11月25日摄）
加拿大滑铁卢大学量子技术专家延内魏因说，国际上确实存在量子科研竞赛。这个中国团队已克服了好几个重大技术与科学挑战，清楚地表明了他们在量子通信领域处于世界领先地位。
据了解，类似的实验，欧盟、加拿大、日本都有科学家在呼吁和推进，或因技术积累不够，或因资金支持不够，目前进展缓慢。
“这是我这辈子目前为止做过最好的科学成果。”潘建伟说。
他把量子研究的突飞猛进归功于中国“集中力量办大事”的优势：中科院上海技术物理研究所、微小卫星创新研究院、光电技术研究所、国家天文台、紫金山天文台、国家空间科学中心……
“墨子号”卫星的每一个部件都凝聚了各个科研机构的心血。
“墨子号”量子科学实验卫星掠过阿里量子隐形传态实验平台上空
（2016年12月9日摄）
上海技物所研究员王建宇说，量子纠缠的远距离分发对精度要求极高，就好像从万米高空飞机上扔下一连串硬币，在地面再用存钱罐接住。“现代科学普遍需要大团队合作，中科院把科学和工程领域的精、尖力量结合了起来。”
“不同机构纷纷给我们提供所需的基础元件，让我们的创新想法有了很好的工程基础。我在欧洲、美国、加拿大的同行，都曾有过这样的科学设想，但没有这样的团队全力支持。”潘建伟说。
“墨子号”量子科学实验卫星与德令哈量子通信地面站建立天地链路
（2016年12月19日摄）
以量子卫星的最新实验成果为代表，中国正在挺进量子研究的最前沿。今年５月，潘建伟团队研发的世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机问世。未来不久，将构建起全球首个天地一体化的实用性广域量子通信网络。
去年年末，英国政府发布的《量子时代的技术机遇》报告中统计，中国在量子科技的论文发表上排在全球第一、专利应用排名第二。在“第二次量子革命”的起步阶段，中国异军突起进入“领跑阵营”。
国家战略的支持，让中国的量子科研工作者更加坚定信心。多位量子科研领军学者认为，“第二次量子革命”将带来巨大的技术和应用前景，也给我国带来了从跟随者、模仿者转变为未来信息技术引领者的重大机遇。
太空之中，“墨子号”仍在不知疲倦地绕地旋转。除了量子纠缠分发之外，高速星地量子密钥分发、地星量子隐形传态等重要科学实验也在紧张顺利地进行中。潘建伟说，预计今年会有更多的科学成果陆续发布。
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封面来源：网路 排版：陈光 校对：米琪
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