科学家正靠近制作超级安全,超级快速作为互联网可能:他们现在能够在44公里(27英里)的总距离内“传送”高保真量子信息。
在建立真实的,工作的量子互联网以及在这两个领域取得进展的过程中,数据保真度和转移距离都至关重要,这是建立我们的下一代通信网络的人的庆祝活动。
在这种情况下,该团队的量子信息达到了超过90%的忠诚度(数据准确性)水平,并将其发送到与构成我们现有互联网骨干的广泛光纤网络中。
“我们对这些结果感到兴奋,”物理学家panagiotis genterzouris说,来自加利福尼亚理工学院(CALTECH)的Fermilab粒子物理和加速器实验室。
“这是建立将重新定义我们如何进行全球沟通的技术的关键成就。”
量子互联网技术使用Qubits;保持悬浮在可能的状态(例如旋转骰子)中的未衡量颗粒尚未沉降。
彼此介绍的Qubits具有其身份“纠缠”的方式,一旦最终测量,它们就会变得显而易见。想象一下,这些纠缠的量子比一对骰子 - 虽然每个骰子都可以降落在任何数字上,但无论它们有多远,它们都可以添加到七个。一个位置中的数据立即反映了另一个位置的数据。
通过巧妙的纠缠三个量子位的安排,可以迫使一个粒子的状态通过其相互纠缠的伴侣采用另一个粒子的“骰子卷”。在量子土地上,这与将一个粒子变成另一个粒子一样好,在眨眼之间远距离传达其身份。
这不过,仍然需要在一开始就建立,然后通过光纤发送到最终的目的地(将Qubits发送到其最终的目的地)(或卫星)。
但是,量子信息的不稳定,微妙的性质使得长距离缠绕光子的光子在不干扰的情况下纠缠了光子。较长的光纤只是意味着噪声的更多机会来干扰纠缠状态。
总体而言,用于将每个肘部添加到44公里的纤维的长度总共设定了一个新的限制,以使我们可以发送纠缠量子的速度,并仍然成功地使用它们来传送量子信息。
以前从来没有证明过以如此精确的距离进行工作,并且它使城市大小的量子网络更接近现实,尽管即将有多年的工作要使这一行动成为可能。
“随着这次演示,我们开始为建设芝加哥地区的大都市量子网络奠定基础,”花费说。
数据传送是一门复杂的科学,甚至专家都不完全了解它最终如何在量子网络中使用。我们得到的每种概念证明都使我们更接近使这样的网络发生。
以及有望在速度和计算能力上巨大的提升,量子互联网将是超安全- 任何黑客尝试都与销毁所采摘的锁一样好。至少目前,科学家认为量子互联网网络将充当古典互联网的专家扩展,而不是完全替代。
研究人员正在从各个角度解决量子互联网问题,这就是为什么您会看到的多种距离在研究中提到的 - 他们并非所有人都使用相同的设备测量相同的技术来测试相同的标准。
使这项研究与众不同的是,量子纠缠传送的准确性和距离以及所使用的“架子上的”设备 - 从理论上讲,使用我们已经实现的硬件相对容易地扩展这项技术。
“我们为在可持续,高性能且可扩展的量子传送系统上实现这一里程碑感到非常自豪,”物理学家玛丽亚·斯皮普鲁,来自加州理工学院。
“通过我们预计到2021年第二季度完成的系统升级,将进一步改善结果。”
该研究已发表在PRX量子。