量子態隱形傳輸達到143公裡 創造最遠距離紀錄

2020-11-26 網易新聞

核心提示：維也納大學和奧地利科學院的物理學家實現了量子態隱形傳輸最遠距離——143公裡，創造了新的世界紀錄。

有歷史學家總結：18世紀至19世紀是機械世紀，20世紀是資訊時代，現在的21世紀是量子世紀。據物理學家組織網9月5日報導，維也納大學和奧地利科學院的物理學家實現了量子態隱形傳輸最遠距離——143公裡，創造了新的世界紀錄。該實驗向基於衛星的量子通信邁出了重要一步。相關研究結果發表在最新一期《自然》雜誌上。

量子態隱形傳輸是一種全新的通信方式，傳輸的不再是經典信息而是量子態攜帶的量子信息，是未來量子通信網絡的核心要素。這一信息傳輸方式使得信息交換更安全，且比傳統技術能更有效地執行某些運算，將給未來的能源革命、航空航天技術帶來莫大的好處。

在未來的量子網絡中，量子態隱形傳輸將是量子計算機之間一個關鍵的信息傳輸協議。在量子態隱形傳輸實驗中，交換信息的雙方之間的距離在原則上可以任意長，即便是該傳輸過程都不知道收件者的位置。

由奧地利物理學家安東·塞林格帶領的國際研究團隊，在拉帕爾馬和特內裡費兩個加那利島嶼之間，成功地進行了距離為143公裡的量子態傳輸，打破了數月前中國研究人員創下的97公裡紀錄。重要的是，該實驗為提供一個全球性信息網絡打下了基礎。

在實驗中，研究團隊建立了一個適合於量子態隱形傳輸的量子連接，距離超過100公裡，由此打開了新的視野。參與實驗的科學家之一馬曉松（音譯）說：「這次實現超過143公裡的量子態隱形傳輸距離，光子全部在兩個島嶼之間直接通過湍流的大氣發送，而沒有使用光纖，因為光纖會使得信號損失嚴重，不適合在這麼遠的距離進行隱形傳送實驗。」

為了達到目標，科學家們實施了一系列的技術創新。其中一個重要步驟是使用名叫「積極前饋」的方法，首次在長距離實驗中應用，使傳輸速率加倍。在「積極前饋」協議中，常規的數據沿著量子態信息被發送，接收者能用更高的效率破譯傳送過來的信號。

下一步實驗將進行基於衛星的量子態隱形傳輸，在全球範圍內啟用量子通信，目標是啟動「量子衛星任務」。現在已經朝這個方向邁出了一大步。

研究人員稱，最新結果對今後的實驗是一個重大鼓舞，未來將在地球和衛星之間交換信號，或從一個衛星發送信息到另一個衛星上。低地球軌道飛行的衛星距離地球表面200公裡到1200公裡，如國際空間站，高度約在400公裡的軌道上。這次實驗中，從拉帕爾馬到特內裡費島嶼之間穿過大氣層的傳輸，信號雖衰減了大約1000倍，但還是成功完成了一個量子態隱形傳輸實驗。而基於衛星的實驗，雖然傳輸距離更遠，但信號將通過較少的大氣層，因此這項新成果已經為這樣的實驗創建了一個良好基礎。（來源：科技日報）

本文來源：網易探索 責任編輯：王曉易_NE0011

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