【科技资讯】”墨子号”归来之后：从爱因斯坦的追问到千公里太空实验，量子世界的争论仍在继续

“一个实验的重要性，不只在于它给出答案，还在于它能把问题延伸到多远。不够好的实验，不值得人们为它的解释争论。”

2026年1月，”墨子号”量子科学实验卫星在大气层中安静燃尽，没有等到自己的十岁生日。但那个比它早出生八十一年的问题——量子力学对物理实在的描述是否完备——仍在继续。国盾量子发表长文，回顾了从爱因斯坦到贝尔、从地面实验到太空验证的九十年探索历程。

一、九十年量子纠缠探索时间线

时间	人物/事件	意义
1935年	爱因斯坦等发表EPR论文	标题即问句：《量子力学对物理实在的描述可以被认为是完备的吗？》提出量子纠缠”鬼魅般的超距作用”，质疑量子力学可能遗漏了部分现实
1964年	约翰·贝尔提出贝尔不等式	将哲学争论转化为可实验检验的问题：如果存在本地”隐变量”，粒子关联不超过某个上限；量子力学预言该上限会被突破
1984年	贝内特和布拉萨提出BB84协议	量子密钥分发奠基性协议：密钥编码在量子态上，窃听必留痕迹，为量子通信奠定理论基础
1993年	量子隐形传态协议提出	借助纠缠将量子信息转移到远处粒子上（非传送物体本身），为未来量子网络互联奠定基础
2017年	“墨子号”千公里级实验	在德令哈与丽江（相距1203公里）之间完成星地纠缠分发，测得对贝尔不等式的显著违背；同时完成星地量子密钥分发和地星量子隐形传态
2022年	诺贝尔物理学奖	三位推动贝尔实验的科学家获奖，表彰利用纠缠光子实验验证贝尔不等式违背、开创量子信息科学
2025年	图灵奖	贝内特和布拉萨因奠定量子信息科学基础获2025年度图灵奖
2026年1月	“墨子号”再入大气层	在轨运行近十年后燃尽，未及十岁生日
2026年7月	布拉萨在中科大上海研究院报告	以问句为题”谁告诉你，自然是非定域的？”挑战对贝尔实验结果的主流解释，引发新的学术讨论

二、”墨子号”三大实验成果

实验	原理与意义
星地量子纠缠分发	卫星纠缠源每秒产生约800万对光子，分别发往德令哈和丽江（相距1203公里，光子总路程平均约2000公里）。穿过大气、跨越千公里后，两边同时接收到的平均每秒仅一对。但”一对就够了”——在这一尺度上测得对贝尔不等式的显著违背，是当时人类在最大空间尺度上完成的量子纠缠检验
星地量子密钥分发	基于BB84协议，密钥编码在量子态上，窃听必然留下可察觉痕迹。”墨子号”完成了4600公里星地量子密钥分发实验，为天地一体化广域量子通信网络奠定基础
地星量子隐形传态	传送的不是粒子本身，而是粒子携带的量子信息。借助纠缠，信息可转移到远处另一个粒子上。这不是科幻中的”瞬间传送”，而是让未来相隔遥远的量子计算机和量子设备能够连接，构建量子网络

三、工程奇迹：800万对到1对

“墨子号”实验的技术难度令人叹为观止：

参数	数据
卫星纠缠源产生速率	约800万对光子/秒
两地面站距离	1203公里（德令哈—丽江）
光子总路程（平均）	约2000公里
最终双站同时接收速率	平均1对/秒
卫星飞行速度	7公里/秒
星地瞄准误差要求	必须压缩至极小（千公里外向接收望远镜精准投递光子）
准备时间	一群人为此准备了十年

此前地面量子纠缠分发实验距离大多停留在百公里量级——光纤中光子传播越远损耗越严重。”上天”成为突破距离限制的必然选择。

四、争论未止：谁告诉你自然是非定域的？

2026年7月28日，BB84协议共同发明人布拉萨在中国科学技术大学上海研究院（”墨子号”诞生地之一）做了一场报告，题目本身就像爱因斯坦一样是个问句。

通常理解	布拉萨的区分
定域隐变量理论无法重现量子力学预言，实验又支持量子力学，所以”自然是非定域的”	这一步走得太快。贝尔实验否定的是”测量结果早已被一份隐藏剧本写好”这一特定解释，但未必直接证明了”我在这里的操作会瞬间改变远处事物的真实状态”
关键区分：①结果是否早已被隐变量决定？②此处操作是否瞬间影响远处真实状态？贝尔实验否定了前者的特定形式，却未必直接证明了后者。

五、两条研究路线的交汇

“墨子号”做的几件事，实际上来自两条走了几十年的研究路线：

基础研究路线	应用研究路线
从爱因斯坦、贝尔一路走来 追问量子世界究竟怎样运行： • 量子力学是否完备？ • 纠缠的本质是什么？ • 自然是否是非定域的？ • 测量之前世界是什么状态？	从BB84到量子通信 关心这些规律能拿来做什么： • 量子密钥分发（无条件安全通信） • 量子隐形传态（量子网络互联） • 量子计算与量子模拟 • 广域量子通信网络
“墨子号”同时推动了两条路线——将量子纠缠检验推进到千公里尺度，也将量子密钥分发和隐形传态带到天地之间

六、”墨子号”的遗产

九十年里，爱因斯坦坚持量子力学不完备，贝尔把怀疑变成可检验的不等式，一代代实验者把装置做得更快、更远、更严密，最后一群中国科学家把实验从地面送入太空。

他们都没有给这场争论写下句号。”墨子号”真正告诉我们的是：在相隔1200公里的两个地点，量子力学预言的关联依然经得起实验检验。至于这样的结果究竟说明世界以什么方式存在，今天的物理学家还在争论。

实验结果越来越清楚，问题本身却没有因此变得更简单。当实验从地面延伸到太空、开始进入引力和时空效应也需要被考虑的尺度，我们才有资格继续追问：这究竟意味着什么？

今年一月，”墨子号”在大气层中安静地燃尽。它没有等到自己的十岁生日。那个比它早出生八十一年的问题，还在继续。

来源：国盾量子微信公众号。