高保真長距離傳送為量子互聯網鋪平道路

據外媒New Atlas報道,未來的量子互聯網將比人們正在使用的互聯網更快、更安全–現在這樣的網絡可能離現實更近了一步。科學家們已經利用量子傳送來遠距離發送信息,而且保真度比以前更高。

高保真長距離傳送為量子互聯網鋪平道路

量子糾纏是一種奇怪的現象,在經典力學里,這聽起來像是科幻小說。基本上,兩個或更多的粒子可以變得如此糾纏,以至於改變其中一個粒子的狀態會立即改變其「夥伴」的狀態–無論它們相隔多遠。這種機制–愛因斯稱之為 “幽靈”–可以被利用來創建量子網絡。成對的光子可以被糾纏和分離,使數據可以在它們之間進行長距離的 “傳送”。作為獎勵,這些網絡可以更加安全,因為任何黑客只要試圖讀取數據就會亂碼。

現在,費米實驗室、AT&T、加州理工學院、哈佛大學、美國宇航局JPL和卡爾加里大學的研究人員已經展示了持續的、非常精確的長距離量子傳送。該團隊首次在44公里的遠距離內實現了保真度大於90%的量子隱形傳態。

為實現這個目標,該團隊在中間增加了第三個 “節點”,位於發送者和接收者之間。為了獲得A到B的信息,雙方首先向C發送一個光子,接收方B發送糾纏對中的一個成員,並保留另一個。當A和B的光子在C處相遇時,它們就會發生糾纏,這樣A的光子的信息就會被轉移到B的兩個光子上–它發送的那個光子和它保留的那個光子–這要歸功於量子糾纏環節。實際上,這和把信息從A傳送到B基本上是一樣的。

這並不是實現了最遠距離的量子傳送。2015年,信息通過光纖傳送了100多公里(62英里)。2017年,中國科學家利用墨子衛星完成了 1200公里距離的量子糾纏實驗,打破了紀錄。

但新實驗標志着長距離保真的突破。例如,100公里的記錄大約能達到80%的准確度,所以90%是一個令人印象深刻的進步。該團隊還表示,實驗設置涉及的大部分是現成的組件,這意味着未來的量子互聯網應該能夠使用現有的基礎設施來構建。

該研究發表在《PRX Quantum》雜誌上。

來源:cnBeta