還有一個個「大棋局」：訪「墨子號」研究團隊

2017年06月17日 20:15 中國新聞網

　　

　　

　　中新社合肥6月17日電 題：「墨子」落子解量子——訪中國「墨子號」研究團隊

　　中新社記者 張素

　　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；另一方是不斷湧現的後繼者，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「隱變數」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。

　　然而行棋並非易事。量子糾纏本就脆弱，將製備好的糾纏粒子分發到相距甚遠的兩個點，受地麵條件所限損耗過大。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年間他的白髮越來越多，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，源於他們這個研究團隊「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》雜誌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。於是潘建偉設想了「後手」，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。

　　「我們希望再幹個15年至20年，把後面的事情做成。」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」。（完）