多節點「量子」網路取得基礎性突破。中科院院士、中國科學技術大學教授潘建偉、教授包小輝等人研究量子網路取得重要進展,成功地利用多光子乾涉將分離的3個冷原子量子記憶體糾纏起來,為建構多節點、遠距離的量子網路奠定了基礎。
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我國學者研究「多節點量子網路」取得基礎突破
#中科院士、中國科學技術大學教授潘建偉、教授包小輝等人研究量子網絡取得重要進展,成功地利用多光子乾涉將分離的3個冷原子量子記憶體糾纏起來,為建構多節點、遠距離的量子網路奠定了基礎。國際權威學術期刊《自然·光子學》日前發表了這項成果,審查者認為這是「多節點量子網路研究的里程碑」。
與現有的電子電腦網路相對應,量子網路指的是遠端量子處理器間的互聯互通,依發展程度可分為量子金鑰網路、量子儲存網路、量子運算網路三個階段。
由於量子網路的重要應用價值,國際科技競爭非常激烈。目前量子密鑰網路已較為成熟,正進入規模化應用,如我國已經建成的量子保密通訊「京滬幹線」。在下一階段的量子儲存網路方面,目前主要的科研目標是拓展節點數目、增加節點間距離。
建構量子儲存網路的基本資源是光與原子間的量子糾纏,糾纏的亮度及品質決定了量子網路的尺度與規模。
以高亮度光與原子糾纏為基礎,研究人員透過製備多對糾纏,用3光子乾涉成功地將3個原子係綜量子記憶體糾纏起來。
實驗中的3個量子記憶體位於兩間獨立的實驗室裡,二者之間由18公尺的單模光纖連接。研究人員介紹,結合相關新型儲存和糾纏技術,他們未來可望進一步增加節點數目;採用量子頻率轉換技術將原子波長轉換至通訊波段,也有望大幅擴展節點間的距離。
擴充資料:
量子糾纏量子理論研究者很早就發現了開啟量子通訊的鑰匙-量子糾纏。量子糾纏描述了這樣一個現象:兩個微觀粒子位於宇宙空間中的兩邊,無論相隔多遠,只要這兩個粒子彼此處於量子糾纏,則透過改變一個粒子的量子狀態,就可以使非常遙遠的另一個粒子狀態也改變,訊號超越了時空的阻隔,直接送達了另一個粒子。
這種神奇的現象和我們生活中所說的「心靈感應」很類似,兩個相距遙遠的人不約而同地想去做同一件事,好像有一條無形的線繩牽著兩個人。
這種理論上的超過通訊方式激起了量子科學家們的雄心壯志,他們試圖建立起比現在的互聯網快千萬倍的量子網路。
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