科学家利用量子纠缠技术，通过测量光子的偏振状态，实现了无法伪造的位置验证，为未来的超安全通信奠定了基础。

想象一下，你突然接到来自白宫的紧急电话，但在点击接听前，你心里犯了嘀咕：对方真的在华盛顿吗？还是某个黑客在世界的另一个角落伪装了来电地址？为了解决这种身份与位置的信任危机，科学家们正在利用量子物理学开发一种全新的验证方案。

在近期举行的美国物理学会全球物理峰会上，来自美国国家标准与技术研究院的物理学家Abigail Gookin分享了一项研究成果。这项被称为“量子位置验证”的技术，核心在于利用量子纠缠这种奇特的物理现象，确保通信者确实身处他们所声称的物理位置。量子纠缠能让两个相距甚远的粒子产生紧密的命运关联。

这种技术的工作原理非常精妙。假设有两个验证者想要确认第三个人，也就是证明者的位置。这两个验证者分别站在证明者声称位置的两侧，同时向他发送一组随机数字，这组数字将决定证明者接下来的操作。与此同时，其中一名验证者会制造出一对纠缠在一起的光子，也就是光微粒，自己保留一个，将另一个发送给证明者。

证明者在收到光子后，需要根据验证者给出的随机数字，立即测量光子的偏振方向，也就是电磁波振动的方向。与此同时，验证者也会同步测量自己手中的那个纠缠光子。由于纠缠光子的状态是紧密关联的，在经过多次重复测量后，两者的结果应该展现出极强的相关性。

如果有人想从别处拦截光子并冒充证明者，这几乎是不可能的。受限于光速和量子测量的特殊规则，任何中途拦截或不在指定位置的伪造行为，都会导致测量结果的相关性大幅下降。验证者只需对比数据，就能立刻发现其中的猫腻。

为了验证这个想法，美国国家标准与技术研究院的研究团队在科罗拉多州的博尔德市进行了实验。他们设立了两个相距约200米的验证站，并通过光纤连接中间的证明者。Abigail Gookin和同事们在2026年1月23日提交给arXiv.org的论文中指出，这套系统成功实现了对证明者的位置锁定。

这项技术的基础是所谓的“无漏洞贝尔测试”。它证明了量子物理的特性无法用经典的物理理论来解释，因为纠缠光子之间的关联强度远超传统理论的范畴。

在未来，这种量子定位技术将大有可为。它不仅能防止一些高级的网络钓鱼攻击，还能用来控制敏感资源的访问权限。例如，某些涉及核武器基础设施的绝密指令，可以设定为只有当操作员处于受保护的政府大楼内时才能生效。这一方法未来可能成为量子互联网的一部分，为我们提供各种超安全的通信手段。

这是研究人员第一次能够将一个人的物理位置与其交换的信息紧密且具体地绑定在一起。这不仅是物理学研究的突破，更是通向未来超安全量子信息时代的重要一步。

本文译自 sciencenews，由 BALI 编辑发布。