虽然量子计算占据了所有的头条,量子技术也有很大的前景的通信网络未来。这就是为什么特朗普政府除了刚刚拨出约4.5亿美元用于美国的量子研究红外预算提案在美国,有2500万美元用于建设全国范围的量子互联网。

量子网络何时会成为量子互联网还有待商榷,但很有可能的发展阶段其最终目标是建立一个量子连接的量子计算机的全球网络。

不过,美国在这方面远远落后于中国。一个由量子领袖潘建伟已经在向卫星发射量子信号方面展示了一系列的突破,最近开发了一种新型的量子信号传输技术移动量子卫星站

两国都急于开发这项技术的原因是,在一个网络战日益普遍的时代,它可以提供一种超安全的通信渠道。

基本上是不可能窃听量子对话的。奇怪的规则量子力学意味着测量一个量子态会立即改变它,所以任何用量子态编码的信息都会被破坏,如果有人试图拦截它。

但是量子态在本质上也是脆弱的,这使得建立长距离的量子连接变得困难。据报道,潘教授领导的一个研究小组打破了连接两个量子存储器的记录前辈们在一篇论文自然

建立量子连接依赖于一种叫做纠缠。如果两个量子物体的状态纠缠在一起,操纵或测量其中一个的状态将会镜像到另一个。从理论上讲,这可以让你瞬间跨越非常大的距离传输量子信息。

到目前为止,大多数研究都是在纠缠光子上进行的,包括潘文石在量子卫星上的工作原来卡尔y有限的信息。量子存储器是由数百万个铷原子组成的云,可以存储更多的铷原子,但它们之前纠缠的最大距离佤邦1.3公里。

潘文石的团队想出了一个聪明的变通方案,即a年代约翰·蒂默解释道Ars Technica每个量子存储器都是通过向它发射一个光子来设置的使用内存发射另一个与内存状态纠缠的光子。光子被转换成红外波长,所以c一个通过光纤传输r光缆。

来自每个记忆区的光子在中间点相遇,在那里它们被测量成纠缠态。因为它们都已经与各自的记忆纠缠在一起了,所以它们都变得纠缠不清建立量子连接。

研究人员进行了两项实验,一项是通过埋在地下两个独立设施之间的22公里电缆传输光子,另一项是发送粒子一个绕着他们实验室里50公里长的光缆轴。

作者说这些类型的距离让它在量子互联网上连接城市成为可能,并可用于create“量子中继器”,一个爵士许多节点帮助信号在更远的距离上增强。

但还有一段路要走。把光子转换成能在光纤上传播的形式的过程roptic损失了大约30%的光子。纠缠两个光子的复杂过程也导致了进一步的效率低下,这意味着它们只能在大约一秒钟内成功纠缠光子两次。

这是个问题,因为记忆只能维持70微秒的状态。研究人员承认,要使这种方法在实践中发挥作用,他们可能需要提高记忆的寿命和纠缠的速度。

它的早期,这项研究是迈向量子互联网的重要一步。如果美国想在其发展中发挥任何作用,它就必须迎头赶上。

图片来源:Garik BarseghyanPixabay

我是一名自由科技作家,住在印度班加罗尔。我的主要兴趣领域是工程学、计算机和生物学,尤其关注这三者之间的交叉点。

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