科學(xué)家們已經(jīng)利用量子傳送來(lái)遠(yuǎn)距離發(fā)送信息，而且保真度比以前更高

據(jù)外媒New Atlas報(bào)道，未來(lái)的量子互聯(lián)網(wǎng)將比人們正在使用的互聯(lián)網(wǎng)更快、更安全--現(xiàn)在這樣的網(wǎng)絡(luò)可能離現(xiàn)實(shí)更近了一步。 科學(xué)家們已經(jīng)利用量子傳送來(lái)遠(yuǎn)距離發(fā)送信息，而且保真度比以前更高。

量子糾纏是一種奇怪的現(xiàn)象，在經(jīng)典力學(xué)里，這聽(tīng)起來(lái)像是科幻小說(shuō)?；旧希瑑蓚€(gè)或更多的粒子可以變得如此糾纏，以至于改變其中一個(gè)粒子的狀態(tài)會(huì)立即改變其“伙伴”的狀態(tài)--無(wú)論它們相隔多遠(yuǎn)。這種機(jī)制--愛(ài)因斯稱(chēng)之為 “幽靈”--可以被利用來(lái)創(chuàng)建量子網(wǎng)絡(luò)。成對(duì)的光子可以被糾纏和分離，使數(shù)據(jù)可以在它們之間進(jìn)行長(zhǎng)距離的 “傳送”。作為獎(jiǎng)勵(lì)，這些網(wǎng)絡(luò)可以更加安全，因?yàn)槿魏?a target="_blank">黑客只要試圖讀取數(shù)據(jù)就會(huì)亂碼。

現(xiàn)在，費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室、AT&T、加州理工學(xué)院、哈佛大學(xué)、美國(guó)宇航局JPL和卡爾加里大學(xué)的研究人員已經(jīng)展示了持續(xù)的、非常精確的長(zhǎng)距離量子傳送。該團(tuán)隊(duì)首次在44公里的遠(yuǎn)距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)了保真度大于90％的量子隱形傳態(tài)。

為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，該團(tuán)隊(duì)在中間增加了第三個(gè) “節(jié)點(diǎn)”，位于發(fā)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(fā)送一個(gè)光子，接收方B發(fā)送糾纏對(duì)中的一個(gè)成員，并保留另一個(gè)。當(dāng)A和B的光子在C處相遇時(shí)，它們就會(huì)發(fā)生糾纏，這樣A的光子的信息就會(huì)被轉(zhuǎn)移到B的兩個(gè)光子上--它發(fā)送的那個(gè)光子和它保留的那個(gè)光子--這要?dú)w功于量子糾纏環(huán)節(jié)。實(shí)際上，這和把信息從A傳送到B基本上是一樣的。

這并不是實(shí)現(xiàn)了最遠(yuǎn)距離的量子傳送。2015年，信息通過(guò)光纖傳送了100多公里（62英里）。2017年，中國(guó)科學(xué)家利用墨子衛(wèi)星完成了 1200公里距離的量子糾纏實(shí)驗(yàn)，打破了紀(jì)錄。

但新實(shí)驗(yàn)標(biāo)志著長(zhǎng)距離保真的突破。例如，100公里的記錄大約能達(dá)到80%的準(zhǔn)確度，所以90%是一個(gè)令人印象深刻的進(jìn)步。該團(tuán)隊(duì)還表示，實(shí)驗(yàn)設(shè)置涉及的大部分是現(xiàn)成的組件，這意味著未來(lái)的量子互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)該能夠使用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)構(gòu)建。

該研究發(fā)表在 《PRX Quantum》 雜志上。