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量子隐形传输超过7公里的电缆打破了记录

发布时间:2019-02-08 04:10:01来源:未知点击:

brettA / Getty作者:Anil Ananthaswamy量子隐形传态的新世界纪录已经确立,使得城市之间的量子通信网络更加紧密两个独立的团队已经在数公里的光纤网络上传输了量子信息能够远距离建立远程传送是交换编码通过光纤发送的数据所需的量子加密密钥的关键步骤量子隐形传态是这样一种现象,其中一个粒子的量子态可以转移到另一个远处的粒子,而它们之间没有任何物理传播它依赖于称为纠缠的属性,其中测量一个粒子的状态会立即影响其纠缠伙伴的状态,而不管它们之间的距离从概念上讲,一种传送方式涉及三个参与者:比如爱丽丝,鲍勃和查理为了让Alice和Bob交换加密密钥,他们必须首先建立传送能力,Charlie的帮助首先,爱丽丝将一个粒子(A)发送给查理与此同时,鲍勃创造了一对纠缠粒子(B&C),将B发送给查理,然后抓住C.查理收到A和B,并以这样一种方式测量粒子,即不可能分辨出哪个粒子被发送爱丽丝和鲍勃这种所谓的贝尔状态测量导致粒子A的量子态被转移到粒子C,这与鲍勃一起在1997年进行的第一次传送实验中,Alice,Bob和Charlie在同一个实验室的同一个光学平台上所涉及的距离只有几十厘米如果传送距离被定义为查理和鲍勃之间的距离,那么直到最近这个记录只有800米,因为对于已经走得太远的光子进行贝尔状态测量很困难爱丽丝和鲍勃之间的距离记录始于2012年,当时由维也纳大学的安东·泽林格领导的一个小组实现了两个加那利群岛之间超过143公里的自由空间的传送但是没有明显的方法可以将这一壮举转化为一个在城市中运作的实用量子网络,在这个城市中,自由空间很难得到,其他干扰会破坏微妙的量子态现在,加拿大阿尔伯塔省卡尔加里大学的Wolfgang Tittel和他的同事已经提高了赌注他们使用不用于常规通信的卡尔加里光纤网络的一部分,延长了查理和鲍勃之间的距离以及传送的量子态 “查理和鲍勃之间的距离,这就是重要的距离,”蒂特尔说 “我们已经证明,这可以在超过6.2公里的大都市光纤网络上工作,因为乌鸦飞过来”中国科技大学的Jian-Wei Pan及其同事在传送量子时实现了查理和鲍勃之间的可比分离利用合肥市的光纤网络然而,他们的设置略有不同:正是中间的查理创造了纠缠的一对粒子并将其中一个发送给鲍勃,而不是相反 Pan的配置对于在城市中构建量子网络非常有用,其中许多Alice-Charlie-Bob链路各自与中央量子计算机通信但Tittel的团队认为,他们的设置可以实现在城市之间延伸的量子通信网络这是因为它可以创建量子中继器,从而沿着网络进一步推动信号说爱丽丝和鲍勃相距100公里,鲍勃在爱丽丝的右边两者都创造了一对纠缠的粒子,保持一个并将另一个送到查理,他们在他们之间查理执行贝尔状态测量,仍然用爱丽丝和鲍勃纠缠粒子现在说鲍勃重复这个过程,黛西在他右边100公里处(他们之间有另一个查理)在这个阶段,Bob有两个粒子,一个与Alice's纠缠在一起,另一个与Daisy's纠缠在一起如果鲍勃现在对他的两个粒子进行贝尔状态测量,他就会有效地将爱丽丝的粒子与Daisy's缠绕在一起 - 伸展传送完整的200公里 “你可以扩展整个事物,理论上可以任意长距离,”Tittel说 “这两个实验可以被视为实现长期目标的里程碑,即建立连接大城市的基于光纤的量子互联网,”慕尼黑马克斯普朗克量子光学研究所的Johannes Kofler说期刊参考文献:Nature Photonics,DOI:10.1038 / nphoton.2016.180期刊参考:Nature Photonics,DOI:10.1038 / nphoton.2016.179关于这些主题的更多信息: