牛奶动画
旷野中的萧狼
365个科学小试验之第一集《牛奶动画》记录孩子每天的进步
01:14
记录第一次科学实验,终于完成任务了[呲牙][呲牙],每次参与都是锻炼[点亮平安灯][点亮平安灯][点亮平安灯]
最近,媒体热报中国科学技术大学又用“墨子号”量子科学实验卫星实现了1200公里的……1200公里的什么呢?大多数人恐怕就一头雾水了。我来向大家简单地解读一下。
首先,需要明白这是“量子通信”领域的一个成果(图2)。然后,需要明白量子通信并不是一个技术,而是一个大的研究领域,包含若干种不同的技术。
这些技术中最接近日常生活的是“量子保密通信”或者称为“量子密码”,即一种保密传输信息的方法。当媒体报道量子通信如何如何时,十有八九是在特指量子保密通信。然而,量子通信中还包括其他技术,例如“量子隐形传态”,即把一个粒子的状态从一个地方传到另一个地方的另一个粒子上去,相当于科幻电影中的传送术。这次实验做的就是量子隐形传态。新闻把它称为量子态远程传输或远距离量子态传输,说的就是量子隐形传态的效果。
下一层问题是:如何实现量子隐形传态?答案是比较复杂。如果你想了解详细的步骤,那么你需要看我的科普书《量子信息简话》(图4)。我可以保证,你看了以后就完全明白原理了。
如果你只想知道最基础的回答,那么就是:需要一对处于量子纠缠的粒子A和B,分别位于甲和乙两个地方。然后,待传输的粒子叫做C,请注意它既不是A也不是B,而是第三个粒子,它和A一起位于甲处。对A、B、C这个三粒子体系做一系列操作,就可以实现最终的目标:把C的状态传给乙处的B。最终,B粒子的状态变成了C粒子最初的状态,而C粒子的状态发生某种随机性的改变。所以量子隐形传态是状态的移动,而不是复制。打个比方,甲处有一辆汽车,乙处有一堆汽车零件,通过量子隐形传态,我们可以让乙处的汽车零件组装成汽车,同时甲处的汽车就解体了,永远不会出现同样的两辆汽车。
了解了这些背景知识,就可以来看这次的成果是什么了。,中国发射了世界第一颗量子科学实验卫星墨子号。,潘建伟院士等人用墨子号实现了相距千公里的双站纠缠分发(网页链接,图5),即在卫星上制备两个处于纠缠的粒子,然后把一个发到德令哈地面站,另一个发到丽江地面站,两个地面站相距1203公里。这项成果当时在学术界引起了轰动,被作为《Science》杂志的封面(图6)。但这样的纠缠粒子对有什么用呢?现在大家知道了,可以用来做量子隐形传态。
5年之后的,他们终于以卫星纠缠分发为基础实现了这两个地面站之间的量子隐形传态。这里需要突破很多技术障碍。了解了这个大图景,你就可以理解新闻中的这段话:
近期,潘建伟团队创新性地将光学一体化粘接技术应用到空间量子通信领域,实现了具有超高稳定性的光干涉仪,无需主动闭环即可长期稳定,克服了远距离湍流大气传输后的量子光干涉难题。他们结合基于双光子路径—偏振混合纠缠态的量子隐形传态方案,在中国云南丽江站和青海德令哈地面站之间完成了远程量子态的传输验证,并且在实验中对六种典型的量子态进行了验证,传送保真度均超越了经典极限。
即使你听不懂细节,也可以明白,这些就是他们面临的技术障碍以及他们的突破方法,就是为什么这样的实验所有国家的科学家都想做而首先由中国科学家做出来了。
此外,新闻还会说这个成果是“十年十倍”,在十年内把地表量子隐形传态的距离提高到了十倍。这是什么意思呢?因为最初的量子隐形传态实验,都是在光纤中做的。能不能在自由空间即空气或真空里做?最初没人知道,潘建伟团队首先实现了它。,他们在青海湖实现了97公里的自由空间量子隐形传态,这是十年来的世界纪录。现在,他们把这个距离提高到了十倍。
如果你非常细心,你还会问:为什么要说“地表”?原因是,,他们还实现了从西藏阿里地面站到墨子号卫星的量子隐形传态。这个距离就更长了,可达1400公里。但这跟在地面上传是不一样的,因为大气层的厚度只有10公里左右,出了大气层就是真空,光子就不会衰减了。因此,在地表传上千公里是个困难得多的任务,要到才实现。
最后,无论你听懂了多少,相信你至少都听懂了一件事:中国科学家再次取得量子通信重要成果,在这个领域遥遥领先。量子世界还有无尽的奇妙,等着大家去探索。
【#中国墨子号创造新世界纪录# 】记者5月6日从中国科学技术大学获悉,该校潘建伟院士及同事彭承志、陈宇翱、印娟等利用“墨子号”量子科学实验卫星,近期首次实现了地球上相距1200公里两个地面站之间的量子态远程传输,创造了新的世界纪录,向构建全球化量子信息处理和量子通信网迈出重要一步。(新华社记者)
#纪录片#《像乌鸦一样思考》是一档科学实验类纪录片,豆瓣评分高达9.3分。片中每一个实验都通过一系列的实际操作和思考过程,揭露我们日常生活里其实很容易忽略的奇妙知识,这为孩子提供了独立思考机会,有利于培养孩子举一反三的思维能力。还等什么
近日,北京航空航天大学前沿科学技术创新研究院新概念飞行器团队自主研制与试验的双关节大鸟型扑翼飞行器创造了扑翼式无人机单次充电飞行时间最长的世界纪录,飞行器续航时间1小时31分04秒98。
/as/opened/n/315b60788f8e4f35a6166b2b0745f6d0
(来源:光明日报)
记者5月6日从中国科学技术大学获悉,该校潘建伟院士及同事彭承志、陈宇翱、印娟等利用“墨子号”量子科学实验卫星。
近期首次实现了地球上相距1200公里两个地面站之间的量子态远程传输,创造了新的世界纪录,向构建全球化量子信息处理和量子通信网迈出重要一步。
太空大战!
NASA天文周边
一架无人驾驶的美国太阳能驱动航天飞机于今天早些时间着陆,它在轨道上飞行了创纪录的908天,完成了第六次任务并进行了科学实验。#航天 #航天飞机发射
00:05
昨日,纪录片《人体秘境——#大脑深处# 》团队来到北京师范大学进行拍摄。本次拍摄对象是认知神经科学与学习国家重点实验室的婴幼儿大脑发育及语言实验,很多人对儿童大脑的发展很感兴趣,心理发展有很多不同表现,比如:动作,语言,行为,心理。一个语料丰富的早期家庭语言环境对于婴儿和儿童的大脑发育是至关重要的。那么如何帮助父母构建一个良好的语言环境呢?敬请关注《人体秘境—— #大脑深处#》