博士生布萊恩·柯比（左）、丹尼爾·瓊斯（中）和麥可·布羅斯基（右）在美國馬裡蘭州的阿德爾菲市的RDECOM研究實驗室的量子網絡試驗臺旁邊，他們正在為戰場上的作戰人員研發更安全可靠的通信手段。
近年來，雷射、納米物理學、量子光學和光子學等領域的長足進步，催生了一門新的學科——量子信息科學（Quantum Information Science，簡稱QIS），它的研究對象是量子系統中的編碼信息，包括了量子計算、量子通信和量子傳感等子領域。學界普遍認為，量子信息科學有潛力在未來帶來一場信息處理方式的重大變革。
據《自然》合作夥伴雜誌《量子信息》近日刊發的一篇研究論文稱，美國陸軍下屬的企業研究實驗室（ARL）——研究發展工程司令部研究實驗室（RDECOM Research Laboratory）的科學家們發現了一種新方法，可以在傳輸過程中對量子信息進行保護，從而為戰場上的作戰人員提供更安全、更可靠的通信手段。
如果要對量子信息加以利用，科學家們必須找到處理和傳輸量子信息的可靠方法——來自該實驗室計算和信息科學理事會的博士生們正在著手解決這個問題，他們是丹尼爾·瓊斯（Daniel Jones）、布萊恩·柯比（Brian Kirby）和麥可·布羅斯基（Michael Brodsky）。
布羅斯基介紹道：「在經典物理學的世界裡，信息在被操作和傳輸的過程中經常遭到破壞，正如每個人都熟悉在信號接收不良的地區用手機通話時聽到的嘈雜噪音一樣。因此，通信工程師一直在研究各種過濾掉噪音的技術。」在傳統通信中，過濾方法是相當簡單的，因為它在當地——接收信息的位置——就能進行，例如直接在你的手機或接入網際網路的路由器中進行。
而在量子世界中，事情就複雜得多了。該實驗室的研究小組一直在研究如何過濾通過光纖電信鏈路發送的、來自小塊量子信息——量子比特或量子位元——的噪音。他們發現，過濾操作並不一定要由接收方完成。柯比指出：「包含編碼信息的量子態所具有的自然屬性讓在網絡中不同位置進行過濾的操作變得更加容易。」具體來講，如果要修復通過特定路徑發送的量子位元，你可以對其他經過不同路徑的量子位元安裝過濾器而實現。
布羅斯基展望道：「我們相信這項研究有可能給網絡安全技術帶來革命性的變化，為未來的作戰人員提供安全的秘密共享和認證方式。此外，它將會推進開發更優良的用於位置導航和定時的傳感儀器以及量子計算機，這些設備將可能有助於合成具有按需應變特性的新型特殊材料。」研究人員最後表示，如果要讓量子技術成為現實，那麼就必須建立一個大規模的實地部署的試驗臺，從而指導量子硬體和軟體的開發與研究。
編譯：朱明逸
審稿：阿淼
責編：南熙