“墨子號”研究團隊訪談錄

作者:一一奇聞 目錄:不解之迷  時間:2021-06-02 

  墨子號在前幾天完成了千公里級的量子糾纏,引起業界極大關注。  我們也對該事件進行了報道(鏈接)。但墨子號的研發團隊究竟是什么樣的 一群人?猶如科學家的一盤大棋。我們來看看中國新華社記者對他們的采訪——

       這是一場持續近一個世紀的“棋局”。一方是以愛因斯坦為代表的科學家,對量子糾纏提出質疑;另一方是不斷涌現的后繼者,以科學“應手”。

  雙方圍繞糾纏本質進行“劫爭”。愛因斯坦主張量子測量結果受到某種“隱變量”的預先決定,愛爾蘭物理學家貝爾提出“貝爾不等式”——他在愛因斯坦定域實在性的假設下,為同時測量兩個被分隔的糾纏粒子的實驗進行了嚴格限制。

  “棋路”逐漸分明:只要在實驗上驗證“貝爾不等式”不成立,就可打破愛因斯坦定域實在論。

  然而行棋并非易事。量子糾纏本就脆弱,將制備好的糾纏粒子分發到相距甚遠的兩個點,受地面條件所限損耗過大。量子糾纏分發實驗停留在百公里級,沒能形成致命一擊。

  師從量子實驗研究大師蔡林格(Anton Zeilinger)的中國科學家潘建偉,留學歸國后成長為弈者主力,卻要先面對一步“死棋”。他當時發現量子中繼器實驗“沒有實用價值”。“我感到痛苦。”他對中新社記者說。

  2003年,在痛苦之中的潘建偉提出利用衛星實現遠距離量子糾纏分發的方案。他形容當時為“悲壯”,原因是大多數科學家對這個想法的評價是“異想天開”。直到中國科學院的領導層說:“要相信潘建偉,讓他瘋狂一下。”

  拿著100萬元人民幣的科研經費,潘建偉招兵買馬,彭承志就在這個時候加入團隊。14年間他的白發越來越多,中新社記者問其個中體會,他不假思索地答:“在這個團隊里做事,挺牛的,挺自豪,挺有成就感。”

  這般快意,源于他們這個研究團隊“絕處逢生”,頻頻下出妙手。2005年時的13公里,2010年的16公里,2012年的百公里,他們不斷“拉長”量子糾纏分發的距離,步步圍住愛因斯坦一方的陣地。

  2016年8月16日,中國發射了全球首顆量子科學實驗衛星“墨子號”。這顆星的命名是為紀念在2000年前崇尚科學的中國古代思想家墨子,恰也應了“執黑先行”。

  “棋局”形勢驟變,中國科學家爭分奪秒。彭承志說,團隊每晚僅有8分鐘的時間,在相距超過1200公里的兩個地面站,同時接收以每秒8公里的速度飛馳的衛星“落子”——衛星上的糾纏源載荷每秒產生800萬個糾纏光子對。經過一系列精巧設計,他們實現千公里級的量子糾纏分發。

  實驗結果違背了貝爾不等式,置信度超過99.9%。2017年6月16日,權威學術期刊《科學》雜志以封面論文的形式刊登這項成果。“到目前為止,這是我一生中最重要的實驗研究成果。”潘建偉長舒一口氣。

  這場百年“棋局”就這樣“收官”?

  潘建偉搖搖頭。他們還沒有在終極意義上關閉光的自由意志選擇漏洞,愛因斯坦一方質疑仍存。于是潘建偉設想了“后手”,在地月拉格朗日點放上光源,向人造飛船和月球分發量子糾纏。這步“棋”一下就橫跨30萬公里。

  “我們希望再干個15年至20年,把后面的事情做成。”47歲的潘建偉看了看坐在一側的41歲的彭承志,“可能就要彭承志他們來完成相關實驗了。”

  “‘墨子號’取得成果讓我們感覺進入了新的層次,可以在科學上做得更好。”彭承志接過話說,在關閉光的自由意志選擇漏洞、量子糾纏分發與引力波探測、精密測量等領域,還有一個個“大棋局”。

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