在兩個新實驗中,量子信息已經越過大約100公里或更多,比以往任何時候都更加富裕。這項研究帶來了真正的長距離量子通信網絡,其中衛星可以在全球範圍內亮起加密信息,更接近現實。
兩項研究都涉及量子傳送,將一個粒子的量子狀態轉移到另一個粒子上。這星際迷航- 可能是由於一種稱為糾纏的現象而成為可能的壯舉,在這種現像中,即使通過大距離隔開,對一個人的某個特性立即確定了同一特性,以使顆粒的鏈接到一種鏈接。
在傳送中,兩個人(物理學家稱他們為愛麗絲和鮑勃)分享一對糾纏顆粒。愛麗絲測量了她粒子上的財產,並通過常規頻道向鮑勃發出有關她所做的事情的信息。鮑勃隨後知道如何改變自己的粒子以匹配愛麗絲的粒子。然後,鮑勃的粒子擁有愛麗絲(Alice's)中包含的信息,而愛麗絲(Alice)的測量結果被抹去了。因此,這些信息已被“傳送”從愛麗絲實驗室到鮑勃。
物理學家在1997年首次使用一對糾纏光子或光顆粒傳送量子信息。從那時起,研究人員逐漸增加了賭注,用較大的光子群傳送,較長的距離,有時將原子用作糾纏顆粒。
2007年,維也納大學的安東·齊林格(Anton Zeilinger)及其同事通過使用一對糾纏的光子在兩個金絲雀群島之間傳輸一塊超過143公里的量子信息,從而創造了距離記錄。在5月17日在線發布的新作品中,該團隊報告了使用多個糾纏光子的同一實驗的更清潔,更強大的版本。
這次,科學家在激光束中增加了相移,從而使最終的測量清潔器易於從背景信號中拾取。 Zeilinger和他的同事寫道,該技術稱為“主動進料”是“在量子計算機之間的通信等未來應用中的重要成分”。團隊成員拒絕採訪,因為該論文尚未發表。
他們寫道:“我們的實驗證實了所涉及的技術在現實情況下的成熟和適用性,這是邁向未來基於衛星的量子傳送的里程碑。”
在第二次實驗中,中國研究人員將許多光子糾纏在一起,並在中國一個湖上傳達了97公里的信息。上海科學技術大學的Jian-Wei Pan說,這比任何其他多人傳送實驗都要遠。這項工作於5月9日在線出現在Arxiv.org上。
潘的團隊還開發了一種更準確地跟踪移動傳送信號的方法,這再次有助於使最終結果更加穩健。科學家寫道:“我們的結果表明,即使有高損失的衛星上行鏈路頻道,也可以實現量子傳送。”
Zeilinger和Pan Next都想將信息傳送到低地球軌道的衛星。該距離大約是在加那利群島已經完成的三倍,但是由於空氣分子較少以乾擾較高高度的信號,因此更容易做到。