“按需”纠缠为量子互联网奠定了基础

2018年6月15日12:01:50 发表评论 已收录 10

“按需”纠缠为量子互联网奠定了基础

量子纠缠是一个奇怪的现象,两个粒子交织在一起,通过观察一个粒子的状态,你可以准确地推断出另一个粒子的状态,而不管它们之间有多大的距离。这种通讯是有效的,但它似乎违反了经典物理学的基本定律 - 即信息传播不能比光速快。爱因斯坦本人曾将其描述为“遥远的幽灵行动”,并对此深表怀疑。

然而这种现象已经在一次又一次的实验中得到证明,科学家们开始利用这种超快速、超安全的通信网络现象。去年,“墨子号”卫星打破了量子纠缠的距离记录,信息传输到1,200公里(746英里)。今年早些时候科学家使用“墨子号”卫星在中国和奥地利之间发送量子加密数据。

为了构建一个实际的量子互联网,两个粒子之间的纠缠需要快速生成并持续足够长的时间以将信息传递到第三个节点。在这项新研究中,代尔夫特理工大学的研究人员表示,他们终于设法按需“创造量子连接”。

多年来该团队取得了多项进展。2014年,他们第一次能够在房间内传输信息,第二年这段距离已经扩展到1.3公里(0.8英里)。但稳定性和长期性仍然是个问题。

“在2015年,我们设法每小时建立一个连接,而连接只保持几分之一秒有效,”该项目的首席研究员 Ronald Hanson表示。“因此不可能将第三个节点添加到网络,更不用说多个节点了。”

在这项新研究中,研究人员能够将这个比例提高几个数量级。这些连接仍然只持续了几分之一秒,但并不仅仅是每小时能够建立一次,团队每秒能够创造40次。最重要的是,在最初的连接丢失之前,这给了信息时间以移动到另一个节点。为了达到这个结果,研究人员使用了一种新方法来缠住两个电子,并保持2米(6.6英尺)的距离。他们还开发了一种新的方法来保护纠缠,因为任何外部干扰都可能影响结果。

该系统现在显然总是可以根据需求进行“纠缠”,该团队表示,这要归功于过程中添加的智能质量检查。未来,研究人员计划将技术扩展到创建具有多个节点的量子网络。

“就像现在的互联网一样,我们总是想上网,系统必须纠缠于每个请求,”Hanson表示。“到2020年,我们希望通过量子纠缠连接荷兰的四个城市,这将是世界上第一个量子互联网。”

该研究发表在《自然》杂志上。

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