——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
語音播報(bào)
中科院院士、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授潘建偉及其同事彭承志、范靖云等與美國加州理工學(xué)院、澳大利亞昆士蘭大學(xué)等單位人員合作,利用“墨子號(hào)”量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星對(duì)一類預(yù)言引力場(chǎng)導(dǎo)致量子退相干的理論模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。9月19日,《科學(xué)》以“首次發(fā)布”形式在線發(fā)布了該成果。
目前關(guān)于如何融合量子力學(xué)和引力理論的討論缺乏實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。量子衛(wèi)星正是檢驗(yàn)這一理論的理想平臺(tái)?;诘匦侵g的量子態(tài)分發(fā),潘建偉團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開展了一系列創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)研究。2016年8月16日,我國發(fā)射了世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”。至2017年8月,“墨子號(hào)”圓滿完成三大既定科學(xué)目標(biāo):千公里級(jí)地星雙向量子糾纏分發(fā)、地星量子密鑰分發(fā)和地星量子隱形傳態(tài)。
得益于“墨子號(hào)”的前期實(shí)驗(yàn)工作和技術(shù)積累,本研究在國際上率先在太空開展引力誘導(dǎo)量子糾纏退相干實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn),對(duì)穿越地球引力場(chǎng)的量子糾纏光子退相干情況展開測(cè)試。最終,通過一系列精巧的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和理論分析,本次實(shí)驗(yàn)令人信服地排除了“事件形式”理論所預(yù)言的引力導(dǎo)致糾纏退相干現(xiàn)象;在實(shí)驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上,該工作對(duì)之前的理論模型進(jìn)行了修正和完善。修正后的理論表明,在“墨子號(hào)”現(xiàn)有500公里軌道高度下,糾纏退相干現(xiàn)象將表現(xiàn)得比較微弱。為了進(jìn)一步進(jìn)行確定性的驗(yàn)證,未來需要在更高軌道的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開展研究。
這是國際上首次利用量子衛(wèi)星在地球引力場(chǎng)中對(duì)嘗試融合量子力學(xué)與廣義相對(duì)論的理論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn),將極大地推動(dòng)相關(guān)物理學(xué)基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)研究。
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