科學家首次實現在太空中測量量子狀態

普朗克研究所最近新出的一份研究稱，研究人員已經成功演示了基於地面的量子狀態的測量，這種量子狀態是來自於離地三萬八千千米的太空衛星。這是科學家首次實現如此遠的量子狀態的測量。

普朗克研究所研究員Christoph Marquardt說，他們對量子狀態能夠穿越動蕩的大氣層到達地面很是驚喜。這項研究主要針對的是衛星技術，並且科學家在實現這個突破之前，已經做了大量的惡劣環境測試，模擬量子狀態在惡劣的環境下是否能夠到達地面。這項技術最終可以用來實現衛星量子通信網路。這項演示的成功大大地縮短了實現衛星量子通信網路的時間，科學家預計在五年內使這項技術成型。

在長距離的數據加密中，基於衛星和量子的加密網路可以提供一個極度安全的加密方法。科學家稱在五年內實現這種加密網路比大多數衛星需要十年要快得多。但是目前這項技術仍有許多難題需要突破，每個細節、每個零件都必須經受嚴酷的太空環境和引力變化的考驗。

在這個試驗中，Marquardt的研究團隊和衛星通信公司Tesat-Spacecom GmbH以及德國太空管理局緊密合作。德國太空管理局之前就和Tesat-Spacecom公司合作開展研發衛星光通信技術，這項技術已經用在了商業衛星通信(歐盟地球觀測項目)和歐洲數據衛星通信系統上。

衛星光通信技術與普朗克研究所研發的量子密鑰分發技術類似，因此，研究員決定檢測下利用現有的衛星發送的量子狀態是否能夠被地面基站測量到。早在2016年年初，這個研究團隊就在西班牙特內里費的Teide觀測台測量了來自衛星的量子狀態，但是結果卻不怎麼讓人滿意。

Marquardt團隊的這次成功演示證明了這項技術是可行的，同時也證明了在未來利用量子計算機我們可以實現太空和地面的實時通信，就不用再經過漫長的等待。該團隊預計在未來五到十年內可以將這項技術應用在衛星上，以實現地面和太空的衛星量子通信。

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