“墨子号”地星量子隐形传态实验,2017年4月摄于西藏阿里。(中科院供图)
潘建伟介绍,在“墨子号”开展的星地高速量子密钥分发、量子纠缠分发和地星量子隐形传态三大实验中,量子隐形传态实验是最难的。因为前两个实验都是从卫星向地面传送光子,在起初的490公里真空中不会受到大气影响,只有最后10公里进入大气层最稠密的部分时会受到影响。但是量子隐形传态实验是从地面向卫星发送光子,最初10公里就受到影响,到后来光斑被放大,抖动特别厉害,接收效率就会大大降低。
量子隐形传态是1993年由六位物理学家联合提出的。1997年,潘建伟的老师、奥地利物理学家塞林格带领的团队首次实现了传送一个光子的自旋。他们在《自然》上发表了一篇题为《实验量子隐形传态》的文章,潘建伟是第二作者。这篇文章后来入选《自然》“百年物理学21篇经典论文”,跟它并列的论文包括伦琴发现X射线、爱因斯坦建立相对论、沃森和克里克发现DNA双螺旋结构等。