遠距離高保真量子隱形傳態實現！向建立量子網際網路邁出重要一步

2020-12-24 中國青年網

據《PRX量子》報導，美國研究團隊利用現有材料和最先進的量子裝置，搭建了兩個測試臺，首次在44公裡的遠距離內實現了保真度大於90％的量子隱形傳態。此研究是建立未來量子網際網路的重要舉措，或將徹底改變安全通信、數據存儲、精確傳感和計算領域。

在量子網際網路中，儲存在量子比特中的信息通過糾纏，實現遠距離信息傳輸。這其中的糾纏態，是指就算兩個粒子之間距離很遠，它們之間依舊存在內在聯繫的現象。

量子網絡的一個關鍵特徵是其量子網絡保真度，即隱形傳態傳輸的質量，其表徵了隱形傳輸過程中的量子比特，與原始量子比特的接近程度。在最新研究中，量子隱形傳態的保真度超過了90%。

研究項目負責人、美國加州理工學院教授瑪利亞·斯皮洛普魯解釋說，在設計用於連接先進量子設備（包括量子傳感器）的量子網絡時，高保真度十分重要。

實驗用到的兩個量子網絡測試臺來自於加州理工學院和費米實驗室。這兩個十分獨特的量子網絡測試臺，使用最先進的固態光探測器，配合以緊湊的光纖結構，可以實現近乎自主的數據採集、控制、監測、同步和分析功能。與現有的電信基礎設施以及新興的量子處理和存儲設備兼容的遠距傳輸系統，是邁向實用量子網際網路的重要裡程碑。

斯皮洛普魯表示，「我們為在可持續、高性能和可擴展的量子隱形傳態系統方面實現這一裡程碑感到非常自豪，隨著預計將在2021年第二季度完成的系統升級，結果將得到進一步改善。」

研究人員稱，隨著技術的進步，一個真正的全球性網絡將能夠將糾纏態分布到連接的量子計算機和傳感器上，這種完整的量子網際網路或將在10年之後變為現實。

這項研究得到了美國能源部科學辦公室「通過量子信息科學促進發現」計劃的支持。

來源：科技日報

相關焦點

  • 研究人員實現了持續、高保真的量子隱形傳態實驗
    構建一個可行的量子網際網路將會改變數據存儲、精確傳感和計算領域，開創一個新的通信時代，其中存儲在量子比特中的信息可以通過糾纏在遠距離共享的網絡中實現傳輸。 近日，芝加哥大學的費米國家加速器實驗室（Fermi National Accelerator Laboratory）的科學家們與五家機構的合作夥伴在實現量子網際網路的方向上邁出了重要一步。 在發表在PRX Quantum雜誌上的一篇論文中，該團隊首次展示了一種由保真度大於90%的光子（光粒子）構成的量子比特的持續遠程傳送實驗。
  • 科學家成功實現遠距離量子隱形傳態,人類開始邁向量子網際網路
    一個研究組第一次實現了遠距離量子隱形傳輸（Quantum Teleportation），傳輸的距離可達44公裡，較之前其它研究實現的6公裡紀錄有了顯著的提高。
  • 在44公裡的距離內實現90%的準確度的量子隱形傳態
    科學家們正朝著實現一個超級安全、超級快速的量子網際網路邁進：他們現在已經能夠在44公裡（27英裡）的總距離上「傳送」高保真的量子信息。數據保真度和傳輸距離對於構建一個真正的、可工作的量子網際網路來說都是至關重要的，在這兩個領域取得進展對於那些構建我們的下一代通信網絡的人來說非常值得慶祝。在這種情況下，該團隊利用其量子信息實現了90%以上的保真度（數據準確度），並通過普通的光纖網絡（類似於構成我們現有網際網路主幹的光纖網絡）發送信息。
  • 量子網際網路要來了?高保真長距離是特點
    據外媒，未來的量子網際網路將比人們正在使用的網際網路更快、更安全--現在這樣的網絡可能離現實更近了一步。科學家們已經利用量子傳送來遠距離發送信息，而且保真度比以前更高。該團隊首次在44公裡的遠距離內實現了保真度大於90％的量子隱形傳態。這並不是實現了最遠距離的量子傳送。2015年，信息通過光纖傳送了100多公裡(62英裡)。2017年，中國科學家利用墨子衛星完成了1200公裡距離的量子糾纏實驗，打破了紀錄。根據現有的物理知識，兩個或更多的粒子可以實現量子糾纏，改變其中一個粒子的狀態會立即改變其「夥伴」的狀態--無論它們相隔多遠。
  • 空間跳躍有望實現:可持續量子隱形傳態已達44公裡
    這個研究量子隱形傳態的團隊是由美國能源部的費米實驗室，加州理工學院，卡爾加裡大學和AT＆T鑄造廠等合作夥伴組成的，他們宣布了對長距離持續的高保真量子隱形傳態的首次展示，傳送距離已達44公裡。
  • 矽光子晶片首次實現晶片間的量子隱形傳態和多光子糾纏
    本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文在量子物理學的世界中，信息是無法複製的，然而在經典世界中卻是可能發生的。儘管如此，信息原則上可以通過稱為量子隱形傳態的現象從一個地方轉移到另一個地方。在量子網際網路中，要長距離傳輸數據，就必須使用所謂的中繼器在不同節點之間定期刷新數據，就像在普通網際網路中已經發生的那樣。為此他們利用了量子糾纏現象，於是就可以使兩個粒子也可以長距離保持相互連接，例如光粒子。對其中一個粒子的測量可以確定另一個粒子的量子態，即使它們相距任意遠。集成光子學使量子技術有了很大的進展。
  • 中國科學家實現高效的高維量子隱形傳態
    中新社合肥12月19日電 (記者 吳蘭)記者19日從中國科學技術大學獲悉，該校研究組近期利用6光子系統，實現了高效的高維量子隱形傳態。量子隱形傳態是建立遠距離量子網絡的關鍵技術之一，藉助衛星網絡、光纖網絡等信道，將量子態所攜帶的量子信息傳輸到遙遠地點，而不用傳送物質本身。相比二維系統，高維量子網絡具有更高的信道容量、更高的安全性等優點。如何實現高效的高維量子隱形傳態，從而實現高效的高維量子網絡是當前量子信息領域的研究熱點之一。
  • 中國科大實現高效的高維量子隱形傳態
    央廣網合肥12月20日消息（記者劉軍 通訊員桂運安）記者從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士團隊李傳鋒、柳必恆研究組近期利用6光子系統，實現了高效的高維量子隱形傳態。量子隱形傳態是指利用「量子糾纏」技術，藉助衛星網絡、光纖網絡等信道，將量子態所攜帶的量子信息傳輸到遙遠地點，而不用傳送物質本身，是建立遠距離量子網絡的關鍵技術之一。相比二維系統，高維量子網絡具有更高的信道容量、更高的安全性等諸多優點。
  • 科學家實現高效高維量子隱形傳態
    實驗結果表明，量子幹涉可見度在45小時內保持在98%，高維量子隱形傳態保真度達59.6%，為構建高效的高維量子網絡打下堅實基礎。研究成果日前發表於《物理評論快報》。量子隱形傳態是指利用「量子糾纏」技術，藉助衛星網絡、光纖網絡等信道，將量子態所攜帶的量子信息傳輸到遙遠地點，而不用傳送物質本身，是建立遠距離量子網絡的關鍵技術之一。相比二維系統，高維量子網絡具有更高的信道容量、更高的安全性等諸多優點。
  • 我科學家實現高效的高維量子隱形傳態
    科技日報合肥12月20日電 （記者吳長鋒 通訊員桂運安）記者從中國科學技術大學獲悉，該校郭光燦院士團隊李傳鋒、柳必恆研究組近期利用6光子系統，實現了高效的高維量子隱形傳態。量子隱形傳態是指利用「量子糾纏」技術，藉助衛星網絡、光纖網絡等信道，將量子態所攜帶的量子信息傳輸到遙遠地點，而不用傳送物質本身，是建立遠距離量子網絡的關鍵技術之一。相比二維系統，高維量子網絡具有更高的信道容量、更高的安全性等諸多優點。
  • 多自由度量子體系隱形傳態首次實現
    原標題：多自由度量子體系隱形傳態首次實現 記者3月5日從中國科學院獲悉，中國科學技術大學潘建偉院士及其同事陸朝陽、劉乃樂等組成的研究小組，在國際上首次成功實現了多自由度量子體系的隱形傳態。近日，《自然》雜誌以封面標題的形式發表了這一成果。
  • 科學家已經實現44公裡距離的量子傳輸,量子網際網路可能即將到來
    #量子通信#科學家們正在逐步接近實現超安全，超快速量子網際網路的可能性：他們現在已經能夠在44公裡（27英裡）的總距離上「傳送」高保真量子信息。當要建立一個真正的，有效的量子網際網路時，數據保真度和傳輸距離都至關重要，而在這兩個領域中取得進展對於建立下一代通信網絡的人們來說都是值得慶祝的。
  • 中科大團隊實現高效的高維量子隱形傳態
    實驗結果表明，量子幹涉可見度在45小時內保持在98%，高維量子隱形傳態保真度達59.6%，為構建高效的高維量子網絡打下堅實基礎。該成果日前發表在《物理評論快報》上。量子隱形傳態是指利用「量子糾纏」技術，藉助衛星網絡、光纖網絡等信道，將量子態所攜帶的量子信息傳輸到遙遠地點，而不用傳送物質本身，是建立遠距離量子網絡的關鍵技術之一。相比二維系統，高維量子網絡具有更高的信道容量、更高的安全性等諸多優點。
  • 中科大科學家實現高效的高維量子隱形傳態
    中國科學技術大學郭光燦院士團隊李傳鋒、柳必恆研究組近期利用6光子系統，實現了高效的高維量子隱形傳態。實驗結果表明，量子幹涉可見度在45小時內保持在98%，高維量子隱形傳態保真度達59.6%，為構建高效的高維量子網絡打下堅實基礎。該成果日前發表在《物理評論快報》上。
  • 重大進展，中科大實現高效的高維量子隱形傳態
    IT之家12月19日消息 據中國科學技術大學官網發布，中科大郭光燦院士團隊在高維量子通信研究中取得重要進展，該團隊李傳鋒、柳必恆研究組利用六光子系統實驗實現了高效的高維量子隱形傳態。IT之家獲悉，量子隱形傳態是建立遠距離量子網絡的關鍵技術之一。相比二維系統，高維量子網絡具有更高的信道容量、更高的安全性等優點，受到人們的廣泛關注。如何實現高效的高維量子隱形傳態，從而實現高效的高維量子網絡是當前量子信息領域的研究熱點之一。
  • NASA和費米實驗室實現44公裡長量子隱形傳態
    科幻片中，人類可以實現瞬間位移上天入地無所不能，但是現實中我們目前還無法實現。偉大的科學家們在為人類未來的量子網際網路做出巨大突破，未來我們還真有可能瞬間到達想要到達的地方。量子位的量子隱形傳態是使用量子糾纏實現的，其中兩個或更多個粒子彼此密不可分。如果兩個單獨的位置之間共享一個糾纏的粒子對，無論它們之間的距離如何，編碼信息都會被傳送。當量子網際網路最終成為現實時，它將使 Wifi 顯得過時，撥號上網將會是比現在更加古老的事情。
  • 中科大高維量子通信進展:實現高效高維量子隱形傳態
    中科大高維量子通信進展：實現高效高維量子隱形傳態2020-12-21 19:58出處/作者：C114通信網整合編輯：佚名責任編輯：zhaoyongyu1 　　高效高維量子隱形傳態的實現為構建高效高維量子網絡打下堅實的基礎。
  • 【科技日報】我國科學家實現高效的高維量子隱形傳態
    實驗結果表明，量子幹涉可見度在45小時內保持在98%，高維量子隱形傳態保真度達59.6%，為構建高效的高維量子網絡打下堅實基礎。研究成果日前發表在《物理評論快報》上。　　量子隱形傳態是指利用「量子糾纏」技術，藉助衛星網絡、光纖網絡等信道，將量子態所攜帶的量子信息傳輸到遙遠地點，而不用傳送物質本身，是建立遠距離量子網絡的關鍵技術之一。
  • 科學家首次實現:兩個計算機晶片之間量子隱形傳態|華人一作
    然而，這些技術都依賴於「量子信息」 ，這些信息通常編碼在單個量子粒子中，極難控制和測量。而最近，來自英國布裡斯託大學和丹麥技術大學的科學家們，首次實現了兩個計算機晶片之間的量子隱形傳態。也就是說，在不需要任何物理和電子連接的情況下，信息能夠從一個晶片即時傳送到另一個晶片。
  • 我國科學家實現高效的高維量子隱形傳態
    實驗結果表明，量子幹涉可見度在45小時內保持在98%，高維量子隱形傳態保真度達59.6%，為構建高效的高維量子網絡打下堅實基礎。研究 成果日前發表在《物理評論快報》上。光纖網絡等信道，將量子態所攜帶的量子信息傳輸到遙遠地點，而不用傳送物質本身，是建立遠距離量子網絡的關鍵技術之一。