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雅思阅读材料盘点：中国的量子网络

2018-04-02 17:00:56来源：网络 柯林斯词典

　　在同样发表于7月的第三项研究中，潘博士演示了“墨子号”能将量子密钥这种有用信息发送到位于北京附近的兴隆地面站。这类密钥的传送对量子密码技术至关重要。量子密钥是长串光子的量子态。信息接收端可以使用一个量子密钥来解密用该密钥加密的信息。

　　量子加密的安全性基于这样一个事实：窃听者在观察传送的信息时会破坏量子纠缠态。它是思想实验“薛定谔的猫”的现实版：箱子中的猫既是死的也是活的，直到有人打开箱子一探究竟，它才变成或生或死的确定状态。虽然单个光子的接收端不会注意到纠缠态被破坏，对一系列光子状态的影响将在统计数据上显现出来，提醒接收端传输线路不安全。

　　This third demonstration of Micius’s capabilities paved the way for a subsequent, successful, attempt to share a secure key between Xinglong and a station 2,500km away in Nanshan, a town in Xinjiang, China’s westernmost province. To do so, Micius sent one half of a stream of entangled photon pairs to Xinglong when it passed over the place, and held the other half on board for two hours until it passed over Nanshan on its succeeding orbit.

　　这第三次对“墨子号”能力的展示为接下来又一项成功的尝试铺平了道路。研究团队在兴隆站和距其2500公里、位于中国最西部省份新疆的南山地面站之间分享了一个密钥。“墨子号”在经过兴隆上空时向其发送一串成对纠缠的光子中的一半，而后继续搭载剩余的另一半沿轨道飞行，直至两小时后经过南山的上空。

　　The next stage, scheduled to happen in about five years’ time, will be to launch a quantum-communications satellite in a higher orbit than Micius’s. The altitude Dr Pan has in mind is 20,000km, which will permit the satellite to communicate simultaneously with a much bigger part of Earth’s surface and allow him to test the feasibility of building a practical quantum-communications network. He is also hoping to put an experimental quantum-communications payload on board China’s space station, which is scheduled for completion by 2022. Having this device on board the station will mean it can be maintained and upgraded by human operators—a rare example of space-station crew doing something that could not easily be accomplished by robots. If all this goes well, the ultimate goal is a world-spanning ring of satellites in geostationary orbits.

　　下个阶段的计划是发射一颗量子通信卫星到比“墨子号”更高的轨道上，将在五年左右实现。潘博士设想的高度是两万公里，这将使卫星能同时和地球表面大得多的区域展开通信，让他能测试打造一个实用的量子通信网络的可行性。他还希望能在将于2022年建成的中国太空站上装设实验性的量子通信设备。在空间站装载这套设备将意味着它能由人类操作员维护和升级，这会成为一个罕见的例子——由空间站的工作人员来执行一些无法由机器人轻易完成的任务。假如这一切进展顺利，最终目标是发射一系列卫星到地球同步轨道上，环绕覆盖全世界。

　　One question Dr Pan and his colleagues particularly want to answer with their next experiments is whether entanglement is affected by a changing gravitational field. They could do this by comparing photons that stay in the weaker gravitational environment of orbit with their entangled partners sent to Earth. He also has other questions about the basic physics underlying entanglement—in particular, how it is that an entangled particle “knows” the result of changes made to its far-distant partner? That would be Nobel-prizeworthy stuff. Albert Einstein, famously, called the phenomenon of quantum entanglement “spooky actions at a distance”. Dr Pan’s work is helping to exorcise those particular ghosts.

　　潘博士和他的同事们尤其想通过日后的实验解答一个问题：量子纠缠是否受引力场的变化影响?这可以通过将处于轨道弱重力环境中的光子，与它被送到地球上的量子纠缠对象做比对来实现。他也想探究量子纠缠背后的物理原理，尤其是一个纠缠态粒子是如何“得知”其遥远的纠缠对象改变后的结果的?


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