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陈根:量子网络,又获新突破

行业资讯 2022-05-31 01:37:45 | 阅读:1100

文|陈根

提到“瞬间传输”,许多人脑子里都市浮现起《星际迷航》。该影戏能够让人(和其他器械)非物质化,并将其以粒子形式传送到另一个地址,然后在那里将他们完整地重组起来。虽然现在的科技离瞬间传输人类尚有一定距离,然则科学家们缔造了一套“量子隐形传态”的数据传输方式。

这种被称为“量子隐形传态”(quantum teleportation)的手艺,是在不改变一个粒子(如一个光子)位置的情形下,把其上面的特定信息在另一个粒子上重修起来,中央无需详细的传送物质,就像是魔术内里的“大变活人”。

这种隐形传态需要通过量子纠缠来实现——两个粒子纠缠在一起,举行远距离“交流”。而无论两个粒子之间的距离有多远,改变其中一个粒子的性子,另一个粒子也会立刻发生改变。从而,信息在它们之间发生了通报。

在新研究中,荷兰代尔夫特理工大学的研究团队行使量子的纠缠特征,实验在三个节点之间传送数据(此前只能在两点之间),实现了不通过导电铜缆或光纤等介质的情形下传输数据。

该研究团队一共开发了三套这样的系统,划分命名为 Alice、Bob 和 Charlie。实验中,他们先向 Alice 和 Bob 发送了单个光子(光粒子)以“纠缠”属于它们的两个都被赋予了相同自旋的电子。

随后,科学家们将电子状态转移到 Bob 合成钻石内的碳核中,通过释放 Bob 的电子实现与 Charlie 的纠缠,这样就能够获得 Alice、Bob 和 Charlie 两两纠缠到一起,从而解决无法在两个非相邻节点间实现量子数据的传态难题。

值得一提的是,科学家们使用了氮空位系统(Nitrogen Vacancy System),以通过合成钻石中的一个很小空间来捕捉电子。虽然该实验的量子比特传态仅在约 60 英尺的距离内开展,但科学家们希望未来可以拓展到数英里的局限,构建出一套高度平安、可靠的新型量子系统。

现在,该研究揭晓在《自然》杂志上。未来,在平安通讯、量子盘算、下一代互联网开发方面,其具有主要价值。

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