遠距離高保真量子隱形傳態(tài)實現(xiàn)
成邁向實用量子互聯(lián)網里程碑
據《PRX量子》最新報道，美國研究團隊利用現(xiàn)有材料和最先進的量子裝置，搭建了兩個測試臺，首次在44公里的遠距離內實現(xiàn)了保真度大于90%的量子隱形傳態(tài)。此研究是建立未來量子互聯(lián)網的重要舉措，或將給安全通信、數(shù)據存儲、精確傳感和計算領域帶來徹底改變。
在量子互聯(lián)網中，儲存在量子比特中的信息通過糾纏，實現(xiàn)遠距離信息傳輸。這其中的糾纏態(tài)，是指兩個粒子即使相距很遠，它們之間依舊存在內在聯(lián)系的現(xiàn)象。
量子網絡的一個關鍵特征是量子網絡保真度，即隱形傳態(tài)傳輸?shù)馁|量，其表征了隱形傳輸過程中的量子比特與原始量子比特的接近程度。在最新研究中，量子隱形傳態(tài)的保真度超過了90%。
研究項目負責人、美國加州理工學院教授瑪利亞·斯皮洛普魯解釋說，在設計用于連接先進量子設備(包括量子傳感器)的量子網絡時，高保真度十分重要。
實驗用到的兩個量子網絡測試臺來自于加州理工學院和費米實驗室。這兩個十分獨特的量子網絡測試臺，使用最先進的固態(tài)光探測器，配合以緊湊的光纖結構，可以實現(xiàn)近乎自主的數(shù)據采集、控制、監(jiān)測、同步和分析功能。與現(xiàn)有電信基礎設施以及新興量子處理和存儲設備兼容的遠距傳輸系統(tǒng)，是邁向實用量子互聯(lián)網的重要里程碑。
斯皮洛普魯表示：“在可持續(xù)、高性能和可擴展的量子隱形傳態(tài)系統(tǒng)方面實現(xiàn)這一里程碑，我們感到非常自豪，隨著預計將在2021年第二季度完成的系統(tǒng)升級，結果將得到進一步改善。”
研究人員稱，隨著技術的進步，一個真正的全球性網絡能夠將糾纏態(tài)分布到連接的量子計算機和傳感器上，這種完整的量子互聯(lián)網或將在10年之后變?yōu)楝F(xiàn)實。
這項研究得到了美國能源部科學辦公室“通過量子信息科學促進發(fā)現(xiàn)”計劃的支持。
總編輯圈點
無論是理解還是展示量子物理，都是極其不易且令人費解的。譬如說量子隱形傳態(tài)，它實際上不會輸送任何物質或能量，但卻是一種全新的通信方式。我們可以這樣去想：一個叫量子態(tài)的東西，攜帶著量子信息，經由一種匪夷所思的“超時空傳輸”，在A地神秘消失，在B地又神秘出現(xiàn)。這其實只是量子通信中最為簡單的一種，但一樣擁有著“絕不泄密”的特點，也正因此，我們才視其為下一代IT技術的支撐性研究。(記者馮衛(wèi)東)
關鍵詞： 量子隱形傳態(tài)
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