科学家们成功获得了两个量子存储器缠绕超过 50 公里(31 英里)的光缆,几乎是之前记录的 40 倍。
这一成就使得超快、超安全的量子互联网的想法变得更加可信。
量子通信依赖于量子纠缠,或者爱因斯坦所说的“幽灵般的超距作用”:两个粒子变得千丝万缕地联系在一起并相互依赖,即使它们不在同一个地方。
量子存储器是经典计算存储器的量子等价物? 存储量子信息并保留以备后用的能力? 如果我们要达到这样的阶段量子计算机实际上是 pra实用且实用,让固定内存正常工作是一个重要的部分。
中国科学技术大学的团队负责人潘建伟表示:“本文的主要意义在于将量子存储器之间的[光纤]光纤纠缠距离扩展到城市尺度。”告诉澳大利亚广播公司。
就光子(光)粒子而言去吧,我们已经在空旷的空间和光纤上进行了管理过去很远的距离,但是添加量子存储器会使这个过程变得更加复杂。 研究人员建议,一种不同类型的方法可能会更好:连续节点上的原子-光子纠缠?其中原子是节点,光子传输消息。
换句话说,光子纠缠是一种扭曲,其中原子物质被添加到混合物中以产生额外的效率、可靠性和稳定性。
与正确的节点网络,这可以为量子互联网提供比纯粹的更好的基础单独使用光子。
在这个实验中,量子存储器的两个存储单元是冷却到低能态的铷原子。 当与纠缠光子耦合时,它们各自成为纠缠系统的一部分。
不幸的是,光子在原子之间移动所需经过的长度越长,该系统受到干扰的风险就越大,这就是为什么这一新记录如此令人印象深刻。
距离大幅改善的关键是一种称为腔增强的技术,该技术可减少纠缠期间的光子耦合损耗。
简单来说,其工作原理是将量子存储器原子放入特殊的环中,从而减少可能干扰和破坏存储器的随机噪声。 空腔还有一个额外的好处,那就是增强量子信息的检索。
空腔增强产生的耦合原子和光子组成了节点。 然后科学家将光子转换为适合通过电信网络传输的频率? 在本例中,电信网络的规模相当于一个城市。
潘的团队之前创造了量子纠缠记录,在卫星和地球之间传输纠缠光子跨越1,200公里的距离(750 英里)2017 年。该卫星系统在太空中运行良好,但在地球大气层中存在各种干扰,光纤电缆可以减少信号损失。
在这个实验中,原子节点位于同一个实验室,但光子仍然必须穿过超过 50 公里的电缆。 实际上进一步分离原子存在挑战,但概念证明已经存在。
“尽管取得了巨大进步,但目前两个节点之间实现的最大物理距离为 1.3 公里 [0.8 英里],并且更长距离的挑战仍然存在,”研究人员在他们的研究中解释道。发表论文。
“我们的实验可以扩展到物理上相距相似距离的节点,从而形成原子量子网络的功能部分,为在许多节点和更长的距离上建立原子纠缠铺平道路。”
那时事情就会变得非常有趣。 虽然量子存储器可能相当于经典物理学中的计算机存储器,但量子版本应该能够做更多的事情? 更快地处理更多信息,解决当前计算机无法解决的难题。
就数据通信而言,量子技术有望利用物理定律本身提高传输速度并确保数据传输安全? 前提是我们能够让它在长距离内可靠地工作。
“连接远程量子处理器的量子互联网应该能够实现许多革命性的应用,例如分布式”,研究人员在他们的研究中写道发表论文。 “它的实现将依赖于长距离远程量子存储器的纠缠。”
该研究发表于自然。