科學家在「量子糾纏」取得重大突破,「量子網際網路」時代將提前到來

作者 | 發布日期 2020 年 02 月 13 日 13:48 | 分類 尖端科技 , 網路 follow us in feedly


科學家們已經成功將兩個距離比以往更遠的「量子記憶體」(Quantum Memory)糾纏在一起,這突破讓網際網路的運作方式有朝一日被改變。

這個發現可能是邁向量子網際網路(Quantum Internet)的重要一大步,儘管仍處於非常早期的階段。科學家希望能發展出遠距離的纏結(Entanglement)和大量節點,都是這種網路需要的。

研究人員長期以來一直希望開發出量子網際網路,可創建利用量子世界不尋常的行為,以突破性速度與安全性傳輸資料的新型態網路。

量子網路的運行原理與傳統網際網路類似,允許大量資料遠距離傳輸與通訊。但會在量子處理器之間使用量子位元(Qubit)達成目標,除了目前傳統網際網路的功能,量子網路還提供各種新可能性。

糾纏粒子傳輸距離突破 50 公里,達成高效率量子遙傳

但要做到這點,必須能傳輸相互糾纏的粒子,亦即允許粒子能在很遠的距離相互影響的「鬼魅般現象」(Spooky Phenomenon)。近年來這方面也取得一些突破(亦即讓研究人員透過電纜或衛星傳輸纏結的粒子),但儘管如此,距離仍有限制。

當使用量子傳輸長距離傳輸,通常不會發送成功,因為傳輸資料遺失,因此無法可靠地通訊。直到目前,科學家能糾纏量子記憶體的最遠距離是 1.3 公里。這意味著將系統擴展到實際可用的規模(比如在整個城市傳輸資料),可能會有困難。

新研究中,工程師將相互糾纏的粒子傳輸到超過 50 公里的距離。他們使用一種特殊的量子效應做到這點,這種效應使傳輸距離獲得進一步改善。這樣的距離可做到許多城市相互連接在一起的遠距離傳輸,最終讓量子網際網路的夢想成真更進一步。研究人員在《自然》(Nature)期刊發表的論文解釋。

(Source:Nature

「將這些實驗擴展到距離分散更遠的節點,使我們能執行更進階的量子資訊任務,比如遠距離的高效率量子遙傳(Quantum Teleportation)。」論文寫道。

研究人員研究如何傳輸兩個量子記憶體,所謂量子記憶體即一般電腦記憶體的量子版,或相當於硬碟機之類的儲存媒體。一條傳統電腦記憶體會以許多 1 或 0 的形式儲存資訊,量子記憶體則會保持量子狀態,理論上能提供更強大的運算效能。

為了將兩個量子記憶體相互糾纏,研究人員必須沿著 50 公里長的電纜線發射光子(photon,或稱個別的光粒子)。經過這樣距離的照射後,兩個記憶體便能相互干擾,實驗因此大功告成,並證明兩個量子記憶體可在這樣的距離相互糾纏。

(首圖來源:pixabay

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