大家好，歡迎收看量子科普第81期，我是常常，今天和大家聊一聊關於為何量子糾纏不受距離限制，可墨子號僅僅實現了千公里級別的量子通訊就已經世界第一了呢？
2016年8月16日，我國發射了世界上第一顆量子通訊衛星—墨子號，墨子號實現了千公里級別的量子通訊，更準確的說1200公里的量子通訊，這是領先於全世界的技術，但是瞭解量子力學的讀者應該清楚，量子通訊的理論基礎是微觀量子領域中的量子糾纏現象，量子糾纏是不受時間、距離約束的？那麼為何僅僅實現了1200公里的量子通訊，就達到世界第一的水平呢？
量子糾纏現象通俗的講就是：不論這個量子系統中的粒子相距有多遠，一個粒子的變化會引起另一個粒子的相應變化，本質上說，處於糾纏狀態的粒子是相互聯繫的，它們的自旋方向一定是相反的，我們只要觀察其中一個粒子的自旋方向，就能準確無誤的推斷出另一個粒子的自旋方向。
但是微觀量子領域中的粒子本身並不是處於糾纏狀態，將它們賦予糾纏狀態需要使用人為進行干預，給大家舉一個粒子：將兩個伽馬光子利用粒子加速器進行對撞，就會產生一對正反電子，這對正反電子就處於糾纏態，理論上來講這種糾纏狀態是不受距離約束的，但是理論畢竟是理論，在實際操作過程中，人為建造的量子通訊通道不可避免的要受到很多環境噪聲的干擾，哪怕這個干擾再小，但是對於脆弱的微觀粒子而言也是十分巨大的，所以處於糾纏狀態的一對粒子會隨著傳播距離的增加而不斷衰弱，其保持糾纏狀態的粒子也會不斷減少，所以只能量子通訊只能短距離使用，在墨子號誕生之前，量子通訊的記錄是13公里，墨子號將13公里增加到了1200公里。
那麼問題來了，為何墨子號能有如此大的飛躍呢？
首先來說，原來的量子通信都是在光線軌道中進行傳輸的，但是光線量子通訊技術對於量子通訊的束縛太大，光線軌道對於處於糾纏狀態的粒子干擾也太大了，光子在光纖中傳播一百公里後，能接受到的有效糾纏光子不足百分之一，光纖量子通訊連百公里級別都很難達到，更淡不上是全球範圍的應用了，如果量子通訊技術僅能在短距離內實現，那麼量子通訊現實意義就可以忽略不計了。
後來量子衛星首席科學家潘建偉院士提出了一個大膽的想法，光子在穿透大氣層之後仍然可以保留百分之八十以上的有效糾纏光子，然後利用衛星進行中轉，就可以實現全球範圍內的量子訊通，再然後世界上第一顆實現千公里級別的墨子號就誕生了。
相信隨著科技的發展，隨著我們對於微觀量子領域的瞭解越來越深入，量子領域中越來越多的謎底將會被科學所揭開，並且更好的造福於人類。
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