首次!科學家利用量子糾纏現象實現資訊「瞬間」傳輸

首次!科學家利用量子糾纏現象實現資訊「瞬間」傳輸

布里斯托大學研究人員開發的一款晶片,能在電路中生成光粒子,利用量子糾纏現象實現遠距離瞬間通信。英國和丹麥科學家稱,他們首次實現了資訊在兩個晶片之間的「瞬間傳輸」,此舉可能催生更安全的「量子網路」。

英國布里斯托大學和丹麥技術大學的專家,首次利用被稱作「量子糾纏」的物理現象,實現「瞬間發送數據」。晶片不需要電氣或實體的連接即可傳輸,因為量子糾纏使微粒能瞬間通過很遠的距離進行通信。

布里斯托爾大學研究人員稱,這一技術在量子計算和網路領域有廣泛用途,因為改變一個微粒的狀態,另一個微粒的狀態也會自動發生改變。兩所大學的聯合研究團隊表示,他們的研究可能為量子網路鋪平道路,「將能夠保護資訊不會受到惡意攻擊」。

研究人員在晶片內製造的經過特別設計的可程式電路,能夠產生光粒子。這些微粒利用量子糾纏現象,能夠在不同晶片之間「瞬間傳輸」,實現即時通信。

在使光粒子在經過專門程式的晶片之間傳輸信息方面,該研究團隊獲得了91%的成功率。這項研究論文共同作者丹‧盧埃林(Dan Llewellyn)說,「在實驗室的兩個晶片之間,我們能夠演示高品質的糾纏鏈接。」

他表示,這項新研究相當重要,因為量子電腦、量子網路等技術依賴於「量子信息」。

盧埃林稱,「資料編碼在單個微粒對中,難以控制和測量」。

首次!科學家利用量子糾纏現象實現信息「瞬間」傳輸

布里斯托大學研究人員能夠利用量子糾纏現象將不同晶片連接在一起,他們能夠操控一個粒子,引發粒子對中位於其他晶片中的另外一個粒子發生變化

盧埃林及其團隊開發的設備,能夠在可程式電路中產生和操控單個微粒對。他們開發的晶片,能夠把量子資訊編碼在電路產生的光中,然後它們就能高效地處理信息了。這種信息瞬間傳輸不僅可以用於量子通信,還是量子計算的基礎。

他們在一份聲明中說,「但是,在實驗室的兩個晶片之間利用量子糾纏現象建立通信鏈路,被證明極具挑戰性。」

他們表示,他們的新方法可以生產出更高品質、更快的量子電路,是迄今為止最高效的方法之一。他們還展示了電路的其他功能,例如「交換」——量子網路正常執行所需要的一個過程。研究團隊也展示了與光子狀態有關的一種過程——是開發量子網路和量子電腦所需要的。

盧埃林說,對於開發「量子計算和通信所需要的更複雜量子電路」而言,這是重要的一步。

這項研究的第一作者Jianwei Wang博士表示:「量子光子元件和經典電子控制系統的結合,將為完全基於晶片的CMOS兼容量子通信與信息處理網路打開大門。」

這項研究的論文發表在《自然物理學》期刊上。

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