科学家们已经成功地将两个彼此距离比以往更远的“量子内存”(Quantum Memory)纠缠在一起,这一突破让互联网的运行方式有朝一日会被改变。
这个发现可能是迈矢量子互联网(Quantum Internet)的重要一大步,尽管它仍处于非常早期的阶段。科学家们希望它能发展出远距离的缠结(Entanglement)和大量的节点,而这些都是这种网络所需要的。
研究人员长期以来一直希望开发出量子互联网,其可创建出一种可利用量子世界不寻常行为,进而能以突破性速度与安全性来传输数据的新形态网络。
量子网络的运行原理与传统互联网类似,允许大量数据的远距离传输与通信。但它会在量子处理器之间使用量子进制(Qubit)来实现这个目标,除了当前的传统互联网的功能之外,量子网络还提供了各种新的可能性。
纠缠粒子传输距离突破50公里,实现高效率量子遥传
但要做到这一点,它们必须能够传输相互纠缠的粒子,也即允许粒子能在很远的距离内相互影响的“鬼魅般现象”(Spooky Phenomenon)。近年来,在这方面也取得了一些突破(也即让研究人员能够通过电缆或卫星传输缠结的粒子),但尽管如此,距离上仍然会有限制。
当使用量子传输进行如此长距离的传输时,通常不会发送成功,因为传输数据丢失了,因此无法可靠地通信。直到目前为止,科学家能够纠缠量子内存的最远距离是1.3公里。这意味着将这样一个系统扩展到实际可以使用的规模(比如在整个城市里传输数据)可能会有困难。
在这项的新研究中,工程师们能够将相互纠缠的粒子传输到远超过50公里的距离。他们使用了一种特殊的量子效应来达到这点,这种效应使得传输距离获得更进一步的改善。这样的距离可以实现许多城市之间相互连接在一起的远距离传输,最终让量子互联网的梦想成真更进一步,研究人员在《自然》(Nature)期刊上发布的新论文中写道。
(Source:Nature期刊)
“将这些实验扩展到彼此距离分散得更远的节点上,将使我们能够执行更高端的量子信息任务,比如远距离的高效率量子遥传(Quantum Teleportation),”他们在该篇论文中写道。
在这项研究中,研究人员研究了他们如何传输两个量子内存,所谓量子内存也即一般计算机内存的量子版,或相当于硬盘机之类的存储媒体。一条传统计算机内存会以许多1或0的形式存储信息,而量子内存则会保持量子状态,理论上能提供更强大的运算性能。
为了将这两个量子内存相互纠缠,研究人员必须沿着50公里长的电缆线发射光子(photon,或称个别的光粒子)。经过这样距离的照射后,这两个内存便能够相互干扰,整个实验因而大功告成,并证明两个量子内存可以在这样的距离内相互纠缠。
(首图来源:pixabay)