如何評價墨子號量子科學實驗衛星實現 1203 公里量子糾纏？

12-30

中國量子衛星實現「一步千里」的世界跨越-新華網

Science封面文章，個人感覺工程技術意義大於科學意義。鏈接：Satellite-based entanglement distribution over 1200 kilometers
作為兩年三個小目標之一的遠程糾纏分發任務，算是圓滿完成。QKD，teleportation也快了。估計也是正刊級別的。兩年三篇Science，近兩年的自然科學一等獎估計又被潘老師預定了。
心疼測數據的同學，每天只有等到凌晨1點半，才能採集5分鐘的數據。
作為3個基點之一的雲南麗江站，與地理位置相距1000多公里的德令哈實現了糾纏分發。這證明了雲南的空氣可能確實不甜，但污染肯定沒那麼嚴重。

預計潘老師接下來要做的工作是實現星地量子密鑰分發，欲了解詳情可參考我之前的回答：量子糾纏為什麼不能用於瞬時通訊？ - 知乎

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謝謝大家的贊。

再跟大家分享幾點：

1. 關於每天只有五分鐘的數據，這是由於墨子號是近地軌道衛星（可能是為了減少信道損耗以及方便跟瞄），每天只有一次合適的時間窗口傳輸數據，這對於實時通信是個很大的限制（畢竟你不能叫DADA凌晨一點半起來打電話吧。），這也是未來要解決的問題。發射同步軌道衛星是解決辦法之一。通過提高探測設備的信噪比也是技術突破口之一。但碰上霧霾以及極端天氣，也是沒有脾氣。

2. 完成糾纏分發，其實就相當於完成密鑰分發了，畢竟後者只是比前者多了一步經典通信。下一篇文章很快就會到來了。估計是北京與維也納洲際量子通信，以及北京，麗江，德令哈，烏魯木齊等星地QKD網路。讓我們拭目以待。而teleportation則稍微有點難度，畢竟需要將來自衛星的光子與本地的光子進行貝爾態測量。

3. 關於基於量子糾纏的保密通信進入千家萬戶，這還是很遠的一個目標。畢竟第一個量子密鑰分發協議BB84是1984年提出來的，距今已有30多年，在中國也只有京滬幹線等國家政府層面的才用的上。所以這篇文章只是一個里程碑，並不意味著量子通信馬上就要普及。需要做的工作還有很多。

4. 接上條。即使現在做的工作在近5年甚至近10年對社會對於人民利益可能凸顯的不是很明顯，但是國家和人民都很支持，這也反映了我們的社會和民眾越來越成熟，我們的國家越來越自信！

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謝謝大家的贊，謝謝知乎編輯的推薦。

如果對量子通信，量子糾纏感興趣的可以參考潘老師在2012年發表在Review of Modern Physics上的多光子糾纏以及度量。這篇綜述期刊是約稿形式的，足見潘老師在該領域的成就。

文章鏈接：Multiphoton entanglement and interferometry

作為一個和測試組經常共事的人，忍不住了隔壁拿光子數說事的答主，他評論關了只能在這裡重新開一個

600萬也就是六到七個數量級而已，簡單算一下，衛星上發射望遠鏡不會太大，0.1到0.2之間，取0.2, 通信波長1064/1550納米，取1000,束散角就是0.05mrad.

墨子號軌道在四五百公里之間，實際工作時不可能在接收望遠鏡正上方，實際工作距離在600到1000公里，取600000m,光束在地面尺度大概就是直徑30米左右的圓，麗江站接收望遠鏡直徑1.8米，德令哈站接收1米，也就是說忽略掉大氣吸收，湍流效應，光學系統損耗，探測系統損耗，麗江站接收概率是0.0036,德令哈站是0.001,那麼問題來了，一對糾纏光子被兩個站同時接收的概率是多少呢？

每秒600萬對光子一對被探測的數據剛好說明了墨子系統在光學系統包括自適應光學系統方面做的非常出色。

哎呀一不小心又吹了一下自己實驗室（輪子哥姿勢逃

昨天晚上和一位美國大學教授吃飯。

我問：量子糾纏方面是耶魯團隊厲害還是潘教授團隊厲害？（順帶一提我一個小學和中學同學是在耶魯團隊里搞理論研究的，去年還在Science上發表文章《A Schroedinger cat in two boxes》）

他答：還是潘教授厲害一點。

我問：那潘教授團隊可以說是世界第一咯？

他答：應該是的。

就安全性來說，量子通信的實際比大眾的得到的信息要慘好多。

下面是我一年多前寫的一篇安全性分析

https://zhuanlan.zhihu.com/p/22165795

1200公里，如果按照最快的速度——光速來算，兩個觀測站之間光傳播需要四毫秒的時間。如果這麼遠探測到糾纏，再加上現在單光子探測器的時間響應至少在納秒量級，完全可以排除兩個光子之間是因為在探測的時候有信息的交換才表現出糾纏的。量子糾纏是瞬時超距作用！

去年十一月參加了潘老師在上海舉辦的量子信息的會議，在參觀他們量子通信展覽的時候，工作人員介紹說，bb84 QKD是潘老師公司的任務，相對簡單。糾纏分發是潘老師科研團隊的任務，當時我想問一些糾纏分發的問題，他說他是公司的，不清楚。。。

這項工作無疑是突破性的，證明了實驗上是可行的，可以預見，後續會有很多國家和實驗組會沿著潘老師開闢的這條路前進的，直到量子通信進去到老百姓的身邊！

Science專門出了一個新聞來報道潘老師的這次成果，最後一段話是這樣寫的：

The implications go beyond record-setting demonstrations: A network of satellites could someday connect the quantum computers being designed in labs worldwide. Pan"s paper "shows that China is making the right decisions," says Zeilinger, who has pushed the European Space Agency to launch its own quantum satellite. "I"m personally convinced that the internet of the future will be based on these quantum principles."

潘老師的導師Zeilinger同樣認為，中國的團隊找到了正確的方向，他也在爭取讓歐盟也發射自己的量子衛星！

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評論區已經歪樓了。。。

量子糾纏是瞬時的，但是不代表量子通信可以瞬時通信。。。

具體為什麼參考另一個問題：

量子糾纏為什麼不能用於瞬時通訊？ - 知乎

毛線個量子糾纏明明是量子密鑰

潘只提了量子衛星根本沒說是量子糾纏衛星z

他特別喜歡說些曖昧的話然後那些啥都不懂的記者和領導聽到量子就聯想到量子糾纏上去了

然後名聲和經費就源源不斷的來了我估計他只是想忽悠來科研經費結果記者不懂把牛吹大了自己又騎虎難下越搞越大

我從沒懷疑過潘院士的學術能力我終其一生能有他十分之一的本事我就知足了

他們的衛星和計算機確實很牛逼只是牛逼讓記者給吹的太大了

ps：我發現好多人沒有幽默感 ......「忽悠」這個詞只是為了好玩。誰申請基金、預算、投資時不會好好誇誇自己的項目與研究成果呢？反正「忽悠」這個詞我是不會改。討論「忽悠」的以後一概不回。最後希望潘院士及其團隊能繼續為國爭光。

量子通信衛星最大的意義是加密通訊，防止監聽以及黑客攻擊，將會在國防和金融等領域有巨大的前景。

在太空中原子稀少，對量子信號干擾比較少，因此使用量子衛星具有明顯優勢，他的首次測試能證明在太空中建立量子通信網路的可行性，這是一項開創性的工作。

但是由於雲霧，塵埃和大氣波動干擾，量子衛星與地面之間的信號連接存在許多巨大技術難題，千里之行始於足下，誰也不會去嘲笑蹣跚學步的嬰童，我們為中國技術團隊的開創性工作鼓掌喝彩。

每秒發射600w對糾纏光子只能接收到一對，如此量子通訊防竊密的優勢等於無，傳輸信息的效率也遠遠低於經典通訊，只能算一點微小的進步，象徵意義高於實際意義。

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我不知道說點事實怎麼就成嘲笑了，毫無疑問這是具有非常重要意義的實驗，對未來量子通訊實用化是重要的一步，潘院士一直以來也是我最尊敬的華人科學家之一，噴子麻煩不要隨便腦補別人想法，也不要見不得一點不符合自己心理預期的實話。

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關評論了，懶得跟要基礎知識沒基礎知識，對行業進展也不關心不了解，只是剛看了條新聞就來網上作為談資瞎bb，打得他臉啪啪響了也聽不懂，只好毫無邏輯的給我扣帽子強充好漢的人浪費時間

技術總是不斷發展的，不斷發展下去，可以軍用。

量子密鑰可以阻斷基於計算機理論的密碼學攻擊。

現有的計算機對稱不對稱加密傳輸密鑰並不是物理安全的，可以在中轉路由器等設備做手腳，進行中間人攻擊。

隨著通信技術的進步，可以用高軌道衛星，幾顆星就可以完成全球通信密鑰分發任務。如果你不用衛星用光纖，別人派個民工剪光纖就可以了，別的國家你也鋪不了線。量子糾纏上衛星是一大突破。

目前證實海水也可以量子糾纏，如潛艇可以直接海底收到量子衛星分發的密鑰，二戰那種靠破解潛艇電磁通信的密碼學可以壽終了。如果海水效果差，可以上浮後再和衛星通信。理論上可以一個月換一次密鑰（可以用2的1萬次方，這種長密鑰堵絕破解的可能性），由於密鑰傳輸是無法攔截的，這種高長度的密碼根本無法破解，這樣衛星非常有用。

無非就是一個真.隨機數生成器，做秘鑰用的

exm？？？

作為一個學粒子物理的我看不懂題目是不是白學了？？？

啥叫實現1203公里量子糾纏？？？

量子糾纏不是客觀現象么，1203光年也糾纏啊？？？

哇希望廣大媒體學習一個基礎姿勢再搞大新聞。

看完新華社的報道，總算明白過來說的是個量子糾纏實驗的意思……=_=……建議將題目改成實現糾纏態量子的1203公里分發……

這個實驗實際意義在於對糾纏現象是否超距的一種證明，同時也可以對量子密鑰的可實用性進行一次嘗試，不過既然結果符合理論那就沒什麼毛病嘛……

不過實現量子密鑰是真的，理論上來說，量子通信的保密性不可被打破，因為不確定性原理，更理論上來說if量子計算機實用化實現，現存的其他保密協議都有可能化為飛煙，所以從長遠角度來看，實現量子通信是十分有必要的……=_=……所以先實現量子密鑰就當然很棒棒?

對了我們現在對於量子糾纏現象的研究僅僅只是結果行為，而非過程行為，所以本身糾纏態量子是不能作為信息載體的，所以不存在三體中的超距信息傳輸，所以別……胡亂興奮……=_=

終極答案是用糾纏的兩個例子之間量子通信永遠不會實現的，～＿一個學物理的人

沒有發展前景，沒有應用價值，一塌糊塗的混亂研究。

一，如果不能超光速通信，僅僅是一個密鑰生成器，你不覺得成本太高昂了，效率太低下了嗎？由於大氣層原因，只有西藏，四川能接收到密鑰。且幾十天時間才能更換一次密鑰。怎麼保證密鑰在地面傳送過程中不被竊取？發現被竊取後怎麼更改密鑰？這個密鑰生成衛星的成本是多少？你獲得了多少收益？能比現有密碼技術高級多少？還是根本就是倒退了？

二，從驗證貝爾不等式的角度上講。之前的量子糾纏實驗已經在中科大校園和青海湖上搞過。如果對自己的實驗有自信，根本無需反反覆復再弄到太空中去搞！搞來搞去，還是幾個玻璃片的事情，北大王國文對你們的預言，豈不是一語中的？

三、你們的實驗對基礎物理有多大貢獻？能證明量子糾纏是超距超光速的嗎？有什麼證據證明兩個光子離開幾千公里，還有「相互作用」。這個相互作用是什麼玩意？你能說清楚？讓我來告訴你這個超距作用是什麼！一個自旋向上，一個自旋向下，是光子對分離之時就必然存在的數學邏輯。這個數學邏輯當然能遠隔幾千公里，還能聯繫起來。但沒有任何有意義的應用！用你們的那套語言來說，就是不管遠隔千里萬里，你是你父母的兒子，這個邏輯關係永遠不變，這個聯繫是瞬時的，超光速超距的，但是有什麼用呢？

四、要證明你那套實驗不是簡單的邏輯關係。請去把單個光子的自旋扭轉過來，看看他幾千里外的糾纏兄弟是不是也轉向了。你做的到嗎？這種事情，你覺得在物理學上能發生嗎？

別再發新聞通稿鼓吹了，真是令物理學研究團體蒙羞！悄么聲息的偃旗息鼓吧！煩！

我是看到1203進來的，生日。。。

那個。。量子糾纏好像無論1米還是1光年都是一樣的吧，跟距離無關

這1203公里是什麼鬼，跟1CM沒有本質區別

這種花大價錢卻在百年內無實用價值的科研，也只有中國大手筆才能做。順便鄙視那些所謂的院士和沒有創新能力的lowB們，不踏實做人做事，只想出名撈錢。

在實驗室沒法實現長距離量子糾纏是因為實驗條件限制，單光子在光纖中也就傳輸200km左右吧，空氣中更不可能長距離傳輸，只要將設備送入太空中，傳輸距離馬上就成倍增加了，這算不上多牛的創新！

繼續添加疑問，量子密鑰要想絕對安全，要採用一次一密的加密方法，密鑰長度和發送內容等長，墨子衛星這個超低的效率沒任何實用意義吧？

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量子物理科普級小白請教，量子密鑰分發不是應該用單光子發送嗎？不然別人收走幾個光子，密鑰就泄漏了吧

果然這方向太難了，只有一兩個略懂的。其它都是不懂裝懂的。算了，躺著等科學家帶我飛吧。

被花甲之年的領導安利這方面的微信文。其實我是一頭霧水的，她很興奮，說到，美國你就滾一邊去吧。其實我不是那麼能理解，能解釋下這個量子的現在達到的實際意義嗎？