物理学家刚刚实现了计算机芯片之间的首次量子隐形传态

2019年即将结束，全面实现量子计算继续：物理学家首次能够演示两个计算机芯片之间的量子隐形传态。

简而言之，这一突破意味着信息在芯片之间传递不是通过物理电子连接，而是通过量子纠缠– 利用量子物理原理将两个粒子跨过间隙连接起来。

我们还没有完全了解量子（这与阿尔伯特·爱因斯坦著名的“幽灵行动”相同），但能够使用它在计算机芯片之间发送信息具有重要意义，即使到目前为止我们还被限制在严格控制的实验室环境中。

“我们能够在实验室中展示两个芯片之间的高质量纠缠链路，其中两个芯片上的光子共享单个量子态，”量子物理学家丹·卢埃林解释道来自英国布里斯托大学。

“然后对每个芯片进行完全编程，以执行一系列利用纠缠的演示。”

假设，可以在任何距离工作。 得到两个粒子密不可分地联系在一起，这意味着观察一个可以告诉我们有关另一个的一些信息，无论它在哪里（在这种情况下，在单独的计算机芯片上）。

为了实现他们的结果，该团队生成了一对纠缠的光子，以确保低干扰和高准确度的方式编码量子信息。 多达四个量子位（经典计算位的量子等价物）被连接在一起。

“旗舰演示是一个两芯片隐形传态实验，在执行量子测量后，粒子的单个量子态在两个芯片上传输，”卢埃林说。

“这种测量利用了量子物理学的奇怪行为，它同时破坏了纠缠链路并将粒子状态转移到接收器芯片上已有的另一个粒子。”

然后，研究人员能够进行保真度达到 91% 的实验——几乎所有信息都被准确地传输和记录。

科学家们正在越来越多地了解量子纠缠是如何工作的，但目前还很难控制。 它不是你可以安装在笔记本电脑内的东西：你需要大量笨重、昂贵的科学设备才能让它工作。

但我们希望实验室的进步，比如这个，有一天可能会带来每个人都可以利用的计算进步——超强大的处理能力和具有内置黑客保护的下一级互联网。

隐形传输的低数据丢失和高稳定性，以及科学家们能够在实验中实现的高水平控制，都是后续研究的有希望的迹象。

对于将量子物理学与当今计算机中使用的硅芯片（Si-chip）技术以及用于制造这些芯片的互补金属氧化物半导体（CMOS）技术结合起来的努力来说，这也是一项有用的研究。

“未来，量子光子器件和经典电子控制的单个硅芯片集成将为完全基于芯片的 CMOS 兼容量子通信和信息处理网络打开大门，”量子物理学家王建伟说，来自中国北京大学。

该研究发表于自然物理学。