“墨子号”量子卫星再出重要研究成果 登上《科学》杂志
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中国网／中国发展门户网讯（记者赵斌宇）近日，中国科学院发布消息称，中国科学技术大学潘建伟教授及其同事彭承志、范靖云等与美国加州理工学院、澳大利亚昆士兰大学等单位的科研工作人员合作，利用“墨子号”量子科学实验卫星对一类预言引力场导致量子退相干的理论模型进行了实验检验，并于美国时间9月19日将这一重要研究成果以“First Release”形式发表于国际权威学术期刊《科学》杂志。
实验场景，地面为了提高信号光强度，采用三台设备联合工作，照片中有两台望远镜同时向卫星发射信标光。中国科学技术大学供图
量子力学和广义相对论是现代物理学的两大支柱。然而，任何试图将量子力学和广义相对论进行融合的理论工作都遇到极大困难。在目前已知的四种基本相互作用中，电磁、弱相互作用和强相互作用都已量子化，而且已经统一。唯有关于引力作用的量子化问题一直悬而未决，解决这一问题将有助于建立关于四种基本相互作用的大统一理论。目前关于如何融合量子力学和引力理论的讨论，模型众多，但都缺乏实验检验。
量子科学实验卫星正是检验这一理论的理想平台。基于地星之间的量子态分发，潘建伟团队已经开展了一系列创新性的实验研究。2016年8月16日，我国发射了世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”。至2017年8月，“墨子号”圆满完成千公里级地星双向量子纠缠分发、地星量子密钥分发和地星量子隐形传态三大既定科学目标。
得益于“墨子号”量子科学实验卫星的前期实验工作和技术积累，此次研究是潘建伟团队在国际上率先在太空开展引力诱导量子纠缠退相干实验检验，对穿越地球引力场的量子纠缠光子退相干情况展开测试。最终，通过一系列精巧的实验设计和理论分析，实验令人信服地排除了“事件形式”理论所预言的引力导致纠缠退相干现象。
论文通讯作者、中国科大副校长、中科院量子信息与量子科技创新研究院院长潘建伟表示：“‘墨子号’的先进技术促成了人类历史上第一次成功地利用量子光学实验方式完成了量子理论和引力之间的基础理论验证。”
潘建伟认为，“事件形式”理论试图在包含封闭类时曲线和平直时空的奇异时空下对量子场的演化提供连贯性描述。“事件形式”理论对量子物理学和经典物理学起到了规范作用。他说：“如果我们确实观察到了这种偏差，那就意味着‘事件形式’理论是正确的，我们必须对量子理论和引力理论之间的相互作用进行实质性的修正。在我们的实验中，我们排除了‘事件形式’较强的理论模型，但还有其他版本的理论模型有待检验。”为了测试这个修正版的理论模型，潘建伟和他的团队将发射一颗新的卫星，它的轨道将比“墨子号”高20到60倍，能够在更大的引力强度范围内进行检验。