固體系統中首次實現量子態信息隱形傳輸

2020-11-26 OFweek維科網

  OFweek通信網,據物理學家組織網8月15日報導,蘇黎世聯邦理工學院(ETH)科學家首次在一個類似計算機晶片的電子電路中,將信息從其一角「隱形傳輸」到了另一角。研究人員指出,這是首次在一個固體系統中成功實現了量子態信息隱形傳輸,從發送方到接收方不用傳輸信息載體,這種電路是未來構建量子計算機的重要一環。相關論文發表在最近出版的《自然》雜誌上。

  實驗設備類似於傳統計算機晶片,並在發送方和接收方之間建立起量子糾纏。研究人員在設備一個角編制了一點量子信息作為發送方A,信息從這個角到它的對角B實現了「隱形傳輸」,空間距離約6毫米。「量子隱形傳輸可以和科幻電影《星際迷航》中的光束傳輸相媲美。」該研究負責人、蘇黎世聯邦理工學院物理系教授安德裡亞·沃拉夫說,「信息不會從A點旅行到B點,而是在A點消失,在B點出現,此時我們在B點讀取出來。」

  一年前,奧地利科學家實現了在兩個島之間超過100公裡距離的量子態信息隱形遠傳。與該實驗相比,6毫米距離好像是太短了。研究人員解釋稱,以往實驗是在一個光學系統中用可見光進行的量子隱形傳輸,而此次實驗是在一個由超導電路構成的固體系統中實現的。

  這個超導電路系統還有一個優勢,就是速度極快,每秒大約能遠傳1萬個量子比特,遠遠超過以往的大多數隱形傳輸系統。「隱形傳輸是量子信息處理領域的一項重要未來技術,」沃拉夫說,量子比特可以存儲更多信息,效率也更高,而這種電路是未來構建量子計算機的重要因素。

  下一步,研究人員打算增加從發送方到接收方之間的距離,還將實驗從一個晶片到另一個晶片之間的隱形傳輸。長期目標則是探索用電子電路實現遠程量子通訊,並使之能與當前的光學系統相媲美。

  點評

  無論是在光學系統中,還是在固體系統中,量子隱形傳輸的實現都讓人振奮。雖說6毫米的距離比起100多公裡確實短了不少,但刷新傳輸距離紀錄只是時間問題,說不定固體系統中隱形傳輸的實現會促成量子網絡的誕生。而通過量子網絡建立起一套無法被破譯的安全密鑰系統,必將受到各國政府的熱烈歡迎。近來被炒得沸沸揚揚的「稜鏡門」事件或許不會再有,而在科幻電影中常會出現的「時空穿越」,卻會變得司空見慣。

相關焦點

  • 我科學家首次實現高維度量子隱形傳態
    中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽、劉乃樂等和奧地利維也納大學塞林格小組合作,在國際上首次成功實現高維度量子體系的隱形傳態。這是自1997年實現二維量子隱形傳態實驗以來,科學家第一次在理論和實驗上把量子隱形傳態擴展到任意維度,為複雜量子系統的完整態傳輸以及發展高效量子網絡奠定了堅實的科學基礎。
  • 中國科學家在合肥城際通信試驗網上首次實現量子態隱形傳輸
    量子隱形傳態是一種傳遞量子狀態的重要通信方式,通俗地講,就是將編碼在光子中的量子信息從一個地點遠程傳輸到另一個地點。 《人民日報》9月20日報導,日前,中國科學技術大學教授潘建偉、張強等與相關單位合作,在合肥量子城域通信試驗網上首次實現了預先糾纏分發的獨立量子源之間的量子態隱形傳輸。 該研究成果9月19日在線發表在英國《自然·光子學》上。
  • 迷你《星際迷航》:中科大實現單光子高維量子態「瞬間傳輸」
    」雖然只停留在科幻作品中,但量子信息學家們對於「瞬間傳輸」一個粒子的量子態已經有了經驗。郭光燦團隊認為,高維量子隱形傳態相比起二維系統具有信道容量更高、安全性更高等優點。相關技術可用於其他高維量子信息研究,為構建高效的高維量子網絡打下堅實基礎。 量子隱形傳態 量子隱形傳態需要基於一種量子世界裡的奇妙現象實現,那就是「量子糾纏」。
  • 「人體」的瞬間轉移將實現?中國成功實現高維度量子的隱形傳態!
    就在前兩天中國科學技術大學潘建偉以及其他科學家,在國際上首次成功地實現了高維度量子的隱形傳態而高維度量子隱形傳態就突破了局限量子態的二維空間,可以把量子隱形傳態擴展到任意維度。,現在還不能實現,畢竟現在只是成功邁出了第1步,但是或許在不久的將來的確可以實現,到那個時候我們不再需要飛機、火車,只需要利用量子傳輸就能很快到大世界各個地方,是不是想想就很興奮呢?
  • 我國實現16公裡自由空間量子態隱形傳輸
    由中國科學技術大學和清華大學組成的聯合小組,成功實現了16公裡的量子態隱形傳輸,這個距離是目前世界紀錄的20多倍。該實驗首次證實了在自由空間進行遠距離量子態隱形傳輸的可行性,向全球化量子通信網絡的最終實現邁出了重要一步。6月1日出版的英國《自然—光子學》雜誌以封面文章發表了這一成果。
  • 中國科學家在合肥首次實現量子態隱形傳輸
    量子隱形傳態是一種傳遞量子狀態的重要通信方式,通俗地講,就是將編碼在光子中的量子信息從一個地點遠程傳輸到另一個地點。日前,中國科學技術大學教授潘建偉、張強等與相關單位合作,在合肥量子城域通信試驗網上首次實現了預先糾纏分發的獨立量子源之間的量子態隱形傳輸。  該研究成果9月19日在線發表在英國《自然·光子學》上。
  • 瞬間傳輸!中國科學家實現地星間量子隱形傳態
    提到「瞬間傳輸」,不少人腦子裡會浮現起《星際迷航》。雖然我們目前離瞬間傳輸人類還很遙遠,但中國科學家已經藉助量子科學衛星「墨子號」,實現了地星之間量子態的「瞬間傳輸」。論文的第一作者、中科大上海研究院任繼剛副研究員向澎湃新聞強調,量子隱形傳態是利用量子糾纏可以將物質的未知量子態精確傳送到遙遠地點,而不用傳送物質本身,遠距離量子隱形傳態是未來實現大尺度分布式量子信息處理網絡的基本單元。量子糾纏態:超越光速的傳輸?
  • 原子系統間可實現遠距離量子隱形傳輸
    據美國每日科學網站6月7日報導,幾年前,科學家們就成功地實現了光與光系統間的量子信息隱形傳輸。2006年,丹麥哥本哈根大學尼爾斯·玻爾研究所的研究人員成功地實現了光和氣態原子間的量子信息隱形傳輸。現在,他們又實現了量子信息在兩團氣態原子云間的隱形傳輸,且已取得了穩定的結果,數次嘗試均告成功,這被研究人員視為非常重要的一步。論文發表在《自然·物理學》雜誌上。研究人員在實驗中用到了兩個相互獨立的玻璃容器,每個容器內包含有由數十億個銫氣態原子組成的雲團。他們首先朝第一個玻璃容器內發送雷射,接著,奇異的量子現象發生了:光和氣體相互糾纏在一起,這意味著它們已經建立了某種量子連接。
  • 瞬間傳輸 量子隱形傳態有多神奇
    >   雖然科幻電影中人的「瞬間傳輸」還是個夢,但中國科學技術大學潘建偉、彭承志團隊已經實現了地面與量子衛星「墨子號」之間量子態的「瞬間傳輸」——量子隱形傳態和量子密鑰分發。相反它是利用一端的信息在另一個很遠的地方將原先的量子態重塑出來,而原先的量子態會因為測量遭到破壞。   也因為量子不可克隆,信道中的竊聽者無法直接複製量子態,想要獲取密鑰的信息不可避免地會對系統造成擾動,這一擾動會被通信雙方發覺,且加密內容不可破譯。因此,基於「量子密鑰」的量子通信,是一種「原理上無條件安全」的通信方式。
  • 「量子隱形傳態」實驗:能實現科幻中的超時空傳輸嗎?
    「量子隱形傳態」實驗:能實現科幻中的超時空傳輸嗎?(新浪科技配圖)新華社北京8月16日電(記者喻菲 楊春雪 高杉)科幻電影《星際迷航》講述了人類這樣一個夢想:太空人在特殊裝置中平靜地說一句,「發送我吧,蘇格蘭人」,他就瞬間被轉移到另一個星球。
  • 華東師大科研團隊在量子隱形傳態方面獲重要突破!
    ,利用該協議可以實現對未知量子態無實體地高保真異地傳輸。量子隱形傳態的概念自1993年被提出以來,受到了全球眾多科學家的廣泛關注,並在實驗和理論方面都取得極大的進展。尤其是近年來我國科學家在遠距離星地以及光纖通道量子隱形傳態方面更是取得了一系列突破性進展。信息容量是衡量經典通信體系性能的一個重要指標,其對於構建量子信息體系也同樣重要。荊傑泰教授團隊長期致力於發展高容量量子信息體系。
  • 華東師大科研團隊在量子隱形傳態方面獲重要突破
    荊傑泰教授團隊在量子信息科學中,量子隱形傳態是最重要和極具吸引力的協議之一,利用該協議可以實現對未知量子態無實體地高保真異地傳輸。量子隱形傳態的概念自1993年被提出以來,受到了全球眾多科學家的廣泛關注,並在實驗和理論方面都取得極大的進展。尤其是近年來我國科學家在遠距離星地以及光纖通道量子隱形傳態方面更是取得了一系列突破性進展。信息容量是衡量經典通信體系性能的一個重要指標,其對於構建量子信息體系也同樣重要。荊傑泰教授團隊長期致力於發展高容量量子信息體系。
  • 華東師範大學科研團隊在量子隱形傳態方面獲重要突破
    華東師範大學精密光譜科學與技術國家重點實驗室荊傑泰教授團隊利用前期發展的光學軌道角動量復用的連續變量糾纏源結合全光量子隱形傳態協議,在國際上首次實驗成功構建了多通道復用的全光量子隱形傳態協議,為發展高容量連續變量量子信息協議奠定了重要的科學基礎。
  • 中科大團隊:利用6光子系統實現高效的高維量子隱形傳態
    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。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。
  • 華東師範大學科研團隊在量子隱形傳態方面獲重要突破!
    ▲荊傑泰教授團隊  在量子信息科學中,量子隱形傳態是最重要和極具吸引力的協議之一,利用該協議可以實現對未知量子態無實體地高保真異地傳輸。  這些系列工作由於在單一體系中實現了多套量子糾纏源的並行產生,從而極大地提高了系統的糾纏容量,為發展高容量的量子信息體系提供了重要的量子資源。  在本研究工作中,該團隊充分利用這些量子糾纏源的高容量特性,並與全光量子隱形傳態協議相結合,在單一體系中同時構建了九套並行的量子隱形傳態通道。在此基礎上,實驗演示了兩個相互獨立且正交的軌道角動量模式的同時隱形傳送。
  • 中科大高維量子通信進展:實現高效高維量子隱形傳態
    來自中國科大的消息顯示,中國科大郭光燦院士團隊李傳鋒、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,在高維量子通信研究中取得重要進展。  據了解,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。
  • 中科大實現高效的高維量子隱形傳態
    【中科大實現高效的高維量子隱形傳態】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。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。
  • 物理學家剛剛實現了計算機晶片之間的首次量子隱形傳態
    隨著2019年臨近尾聲,全面實現量子計算的旅程仍在繼續:物理學家首次能夠證明兩個計算機晶片之間的量子隱形傳態
  • 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
    本報訊(通訊員桂運安)中國科學技術大學教授、中國科學院院士郭光燦團隊李傳鋒、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。