"墨子號"量子衛(wèi)星新進展:開展引力誘導量子糾纏退相干實驗

中國科學技術大學潘建偉團隊與美國、澳大利亞科學家合作，利用“墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星對一類預言引力場導致量子退相干的理論模型進行了實驗檢驗。這是國際上首次利用量子衛(wèi)星在地球引力場中對嘗試結合量子力學與廣義相對論的理論進行實驗檢驗。今天（20日）國際權威學術期刊《科學》雜志在線發(fā)布了該重要研究成果。

描述微觀世界的量子力學和描述引力場的廣義相對論是現(xiàn)代物理學的兩大支柱。然而，任何試圖將量子力學和廣義相對論進行融合的理論工作都遇到極大困難?？茖W家多年來進行了許多嘗試，提出了多種理論模型。但是這些模型的驗證需要在目前難以達到的極端實驗條件下才能進行，比如，極小空間尺度或者極高能量。近年來一些理論研究認為在引力場中演化的量子態(tài)會出現(xiàn)新奇的行為，并預言這些行為可以通過地星之間的糾纏分發(fā)進行檢驗。

基于地星之間的量子態(tài)分發(fā)，潘建偉團隊已經開展了一系列創(chuàng)新性的實驗研究。2016年8月，我國發(fā)射了世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”。得益于“墨子號”量子科學實驗衛(wèi)星的前期實驗工作和技術積累，潘建偉團隊在國際上率先對穿越地球引力場的量子糾纏光子退相干情況展開測試。最終，通過一系列精巧的實驗設計和理論分析，令人信服地排除了引力導致糾纏退相干現(xiàn)象。這是國際上首次利用衛(wèi)星，在地球引力場中對嘗試結合量子力學與廣義相對論的理論進行實驗檢驗，將極大地推動相關物理學基礎理論和實驗研究。

中科院院士 中國科大教授 潘建偉：所以利用墨子號在我們人類歷史上首次開展這樣的引力和量子力學這樣一個界面的一種檢驗，所以它本身是有意義的。我覺得這樣的話，會讓很多理論物理學家去構建更多的模型，讓我們能夠一步一步去檢驗這么一個引力和量子力學本身的背后的基礎物理。