《Nature》杂志报道[1],一个研究小组将三个量子设备相连接,创造了量子互联网[2]。研究人员表示,此举相当于为未来的量子互联网道路披荆斩棘,铺平道路

而量子互联网是超级保密通信的基石,并将为人类带来一系列科学应用。例如新型引力波传感器,和超高分辨率望远镜等。

东京庆应义塾大学的量子网络工程师Rodney Van Meter表示,尽管量子互联网还不具备实际应用所需的性能,但这一研究展示了实现量子互联网的一个关键技术——使量子互联网可以远距离连接节点

在最新的研究中,荷兰代尔夫特理工大学(TU Delft)的物理学家们将三个设备连接在一起,其中任意两个设备最终都会产生相互纠缠的量子比特。

《Nature》报道 : 新技术突破,量子互联网的“路由器”诞生-量子客
图|三个设备相连接的量子互联网(来源:Nature)

他们还把这三台设备中的量子比特放置于三路纠缠态(three-way entangled state)中,这种纠缠态可以让三个用户共享秘密信息。

其中,每个设备都将量子信息存储在一个人造金刚石晶体中,此金刚石中的氮原子取代了其中一个碳原子,研究人员刺激氮量子比特发射一个光子,该光子将自动纠缠为原子状态。

然后,研究人员们将光子引入到光纤中,并将其传送到另一个设备上,从而建立远程量子比特之间的纠缠。

研究团队能够在节点中存储信息,这一技术称之为纠缠交换(entanglement swapping),此技术对未来的量子互联网来说,就像是当前的路由器之于互联网一样重要。

而量子网络之所以这么难创建,是因为在量子世界中,基本粒子和原子可以处于叠加态,即多个同时存在的状态,且可以与其他粒子纠缠在一起。

这使得量子计算机拥有巨大的计算能力,但也更容易受到噪声和误差的影响。

量子互联网“路由器”的出现,在量子互联网发展道路上成为关键节点,前路漫漫,但可期。

 

参考链接:

[1]https://www.nature.com/articles/d41586-021-00420-5

[2]https://arxiv.org/abs/2102.04471

 

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|编  辑:王嘉雯      |审  校:丁 艳