大家好，欢迎收看量子科普第81期，我是常常，今天和大家聊一聊关于为何量子纠缠不受距离限制，可墨子号仅仅实现了千公里级别的量子通讯就已经世界第一了呢？
2016年8月16日，我国发射了世界上第一颗量子通讯卫星—墨子号，墨子号实现了千公里级别的量子通讯，更准确的说1200公里的量子通讯，这是领先于全世界的技术，但是了解量子力学的读者应该清楚，量子通讯的理论基础是微观量子领域中的量子纠缠现象，量子纠缠是不受时间、距离约束的？那么为何仅仅实现了1200公里的量子通讯，就达到世界第一的水平呢？
量子纠缠现象通俗的讲就是：不论这个量子系统中的粒子相距有多远，一个粒子的变化会引起另一个粒子的相应变化，本质上说，处于纠缠状态的粒子是相互联系的，它们的自旋方向一定是相反的，我们只要观察其中一个粒子的自旋方向，就能准确无误的推断出另一个粒子的自旋方向。
但是微观量子领域中的粒子本身并不是处于纠缠状态，将它们赋予纠缠状态需要使用人为进行干预，给大家举一个粒子：将两个伽马光子利用粒子加速器进行对撞，就会产生一对正反电子，这对正反电子就处于纠缠态，理论上来讲这种纠缠状态是不受距离约束的，但是理论毕竟是理论，在实际操作过程中，人为建造的量子通讯通道不可避免的要受到很多环境噪声的干扰，哪怕这个干扰再小，但是对于脆弱的微观粒子而言也是十分巨大的，所以处于纠缠状态的一对粒子会随着传播距离的增加而不断衰弱，其保持纠缠状态的粒子也会不断减少，所以只能量子通讯只能短距离使用，在墨子号诞生之前，量子通讯的记录是13公里，墨子号将13公里增加到了1200公里。
那么问题来了，为何墨子号能有如此大的飞跃呢？
首先来说，原来的量子通信都是在光线轨道中进行传输的，但是光线量子通讯技术对于量子通讯的束缚太大，光线轨道对于处于纠缠状态的粒子干扰也太大了，光子在光纤中传播一百公里后，能接受到的有效纠缠光子不足百分之一，光纤量子通讯连百公里级别都很难达到，更淡不上是全球范围的应用了，如果量子通讯技术仅能在短距离内实现，那么量子通讯现实意义就可以忽略不计了。
后来量子卫星首席科学家潘建伟院士提出了一个大胆的想法，光子在穿透大气层之后仍然可以保留百分之八十以上的有效纠缠光子，然后利用卫星进行中转，就可以实现全球范围内的量子讯通，再然后世界上第一颗实现千公里级别的墨子号就诞生了。
相信随着科技的发展，随着我们对于微观量子领域的了解越来越深入，量子领域中越来越多的谜底将会被科学所揭开，并且更好的造福于人类。
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