德國研究人員不僅將量子糾纏保持在33公里的距離,他們使用的波長也接近目前傳統光纖所使用的波長。證明當前網路可用於未來的量子通訊。這讓我們離量子網路和資訊交換不可侵犯的保證又更近了一步。
為了讓我們更接近量子通訊時代,我們必須不斷地將糾纏的原子拉得更遠。這是德國研究人員剛剛透過保持相距 33 公里的兩個原子之間的量子糾纏而創下的距離記錄。來自路德維希馬克西米利安大學(慕尼黑)和薩爾大學的科學家利用量子糾纏原理將兩個銣原子的狀態聯繫起來,在這種狀態下,兩個粒子的性質是相互模仿的。在這種狀態下,這兩種粒子是無法區分的,對其中一種粒子的任何作用都會導致另一種粒子的性質改變……甚至在數公里之外。
從實用的角度來看,研究人員將兩個銣原子糾纏在「光陷阱」中。這兩個原子最初透過光纖連接,並以物理距離 700 公尺的距離放置在慕尼黑大學的兩棟建築中。一旦達到這種狀態,纖維的長度就增加到33公里並保持纏結。
為了檢查和比較它們的狀態,兩個原子被雷射激發,這個過程會導致光子發射。演習的重點是什麼?由此產生的光子也與原始原子糾纏在一起。在路徑中間,接收器檢查兩個光子的狀態,以驗證它們是否具有相同的性質。
對操縱的興趣可以在量子通訊的承諾之一中找到:他的安全。在當今的通信中,如果具有解密能力的個人攔截您的通信,他們可以在不被發現的情況下讀取/收聽您的通信。然而,一旦觀察到量子訊號,它的狀態就會自動改變,因此我們可以知道它已被攔截。我們可以將糾纏的量子粒子移得越遠,就越接近一個擁有不可侵犯的通訊通道的世界。而且速度極快,因為量子糾纏破壞了經典力學的物理定律──量子糾纏是傳播速度超過光速的訊息。
除了在如此遠的距離上保持兩個量子粒子之間的糾纏之外,德國研究人員的經驗還具有依賴消費光纖的優勢。雖然它們的自然波長為 780 nm,其缺點是只能將訊號傳送到幾公里之外,但科學家們已經成功地將其兩側的波長轉換為 1517 nm,非常接近當前光子的當前「載體」網絡,即1550 nm。依賴現有的全部或部分基礎設施將是量子通訊發展速度的決定性因素。因此,這一步驟非常重要,無疑將加速西方傳統網絡的實驗。
為什麼要指定「西方」?僅僅因為如果量子通訊研究在西方世界開放,它在中國的軍事控制之下。該國已經設計了結合衛星訊號和不少於4600公里光纖的實驗性量子通訊網路。我們知道該網路的部分結構,但其用途和科學控制不對平民開放。
來源 : 自然