量子互聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵連接技術(shù)首次取得突破性進展

為了成功地解決量子信息在遠程傳輸過程中的損失問題，一項新的研究提供了一種創(chuàng)新的方案：將整個網(wǎng)絡劃分為較小的單元，再利用共享量子態(tài)將這些單元相互鏈接起來。這就意味著，量子存儲設備必須能夠與其他能夠生成量子信息的設備進行有效的通信。值得慶幸的是，來自英國和德國的科研團隊已經(jīng)成功地構(gòu)建出了這樣一套系統(tǒng)，他們利用常規(guī)的光纖線路來傳輸量子數(shù)據(jù)。這項重要的研究成果已于近期發(fā)表在知名學術(shù)期刊《科學進展》之上。

在傳統(tǒng)的電信系統(tǒng)中，信息在長距離傳輸過程中往往會出現(xiàn)丟失的情況。為了解決這個問題，系統(tǒng)通常會在固定的節(jié)點處設置“中繼器”，負責讀取并重新放大信息，以保證信息能夠完整無誤地抵達最終目的地。

然而，經(jīng)典的中繼器無法直接應用于處理量子信息，因為任何對量子信息的讀取或復制操作都有可能導致信息的損壞。這種特性實際上也可以被視為一種優(yōu)點，因為一旦有人試圖“竊聽”量子連接，就會立即破壞信息，從而引起用戶的警覺。

為了既保留這種優(yōu)勢，又能解決實際問題，研究團隊提出了一種基于糾纏光子的共享量子信息的方式。在量子網(wǎng)絡中，要實現(xiàn)長距離的糾纏共享，需要用到兩種設備：一種用來生成糾纏光子，另一種則用于存儲并允許后續(xù)的檢索操作。

該研究團隊成功地構(gòu)建了一套系統(tǒng)，其中包含兩臺設備，它們均采用了相同的波長。其中，“量子點”負責產(chǎn)生光子，然后將其傳輸至量子存儲系統(tǒng)，并將光子儲存在銣原子云中。通過控制激光的開關(guān)狀態(tài)，可以實現(xiàn)對存儲器的開啟和關(guān)閉，進而根據(jù)需求靈活地存儲和釋放光子。

值得注意的是，這兩臺設備所使用的波長不僅完全匹配，而且還與當前廣泛使用的電信網(wǎng)絡的波長相吻合，因此可以借助我們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷某Ｒ?guī)光纖電纜進行傳輸。

來自英國倫敦帝國理工學院物理系的莎拉·托馬斯博士對此表示，成功地將這兩個關(guān)鍵設備連接在一起，無疑是實現(xiàn)量子網(wǎng)絡的關(guān)鍵性一步。而德國斯圖加特大學的盧卡斯·瓦格納教授則認為，讓遠距離的節(jié)點甚至是量子計算機之間實現(xiàn)連接，將會成為未來量子網(wǎng)絡發(fā)展的一項至關(guān)重要的任務。