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

2020-11-26 騰訊網

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。

簡而言之，這一突破意味著信息不是通過物理電子連接而是通過量子糾纏在晶片之間傳遞，而是通過使用量子物理學原理將兩個粒子連接在一個間隙上來實現的。

我們還不了解有關量子糾纏的一切（這是阿爾伯特·愛因斯坦著名的「怪異動作」的現象），但是即使到目前為止我們僅限於使用量子糾纏，也能夠使用它來在計算機晶片之間發送信息很重要。嚴格控制的實驗室環境。

英國布裡斯託大學的量子物理學家Dan Llewellyn解釋說： 「我們能夠在實驗室中的兩個晶片上演示高質量的糾纏連結，其中每個晶片上的光子共享一個量子態。」

「然後對每個晶片進行完全編程，以執行一系列利用糾纏的演示。」

假設地，量子糾纏可以在任何距離上起作用。兩個粒子密不可分地連接在一起，這意味著無論一個粒子在哪裡（在這種情況下，在單獨的計算機晶片上），它們都可以告訴我們有關另一個粒子的一些信息。

為了獲得結果，該團隊生成了糾纏的光子對，以確保低幹擾水平和高準確性的方式對量子信息進行編碼。最多四個量子位（與傳統計算位的量子等效）連結在一起。

Llewellyn說： 「旗艦演示是一個兩晶片的隱形傳態實驗，通過該實驗，在執行量子測量之後，粒子的單個量子態將在兩個晶片之間傳輸。」

「這種測量利用了量子物理學的奇怪行為，它同時破壞了糾纏連結，並將粒子狀態轉移到了已經在接收器晶片上的另一個粒子上。」

然後，研究人員能夠進行保真度達到91％的實驗，因為幾乎所有信息都可以準確地傳輸和記錄。

科學家越來越了解量子糾纏的工作原理，但目前很難控制。這不是您可以安裝在筆記本電腦中的東西：您需要大量笨重，昂貴的科學設備才能使其正常工作。

但是希望這樣的實驗室的進步有一天可能會導致計算的進步，每個人都可以利用–超強大的處理能力和具有內置黑客保護功能的下一代網際網路。

隱形傳輸的低數據丟失和高穩定性，以及科學家能夠克服實驗的高度控制，這些都是後續研究的有希望的跡象。

對於努力使量子物理學與當今計算機中使用的矽晶片（Si-chip）技術以及用於製造這些晶片的互補金屬氧化物半導體（CMOS）技術一起工作，這也是一項有用的研究。

北京大學量子物理學家王建偉說： 「將來，量子光子器件和經典電子控制項的單矽晶片集成將為完全基於晶片的CMOS兼容量子通信和信息處理網絡打開大門。」 。

該研究已發表在《自然物理學》上。

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