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破纪录的量子存储器使量子互联网更近一步

2020/3/9 11:36:58  来源:互联网  作者:佚名 0

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光纤可用于建立量子互联网
费德里科·卡普托(Federico Caputo)/阿拉米(Alamy)

存储量子信息的两堆原子云(称为量子存储器)之间的连接距离比以往任何时候都长。它们可能对构建互联网的量子版本很有用

量子通信依赖于一种称为纠缠的现象。当一对粒子或系统被量子纠缠时,测量其中一个会立即影响另一个粒子或系统的测量状态,而不管它们之间的距离如何。

这些连接无法直接传输信息,因为这意味着信息的传输速度快于光传输,但是纠缠可用于创建加密的通信通道,并通过量子物理学定律加以保护。

单个光子已经纠缠超过1000公里,但是对于包含更多信息的较大粒子系统而言,保持这种纠缠更加困难。到目前为止,一对纠缠的量子存储器之间的最大距离仅为1.3公里。

中国科学技术大学的包晓慧和他的同事现在已经打破了该记录,将两个量子记忆纠缠在地下22公里的光缆上。

他们的量子存储器每个都是在真空室内由大约1亿个极冷的rub原子构成的。每个原子系统的量子状态都与单个光子的状态纠缠在一起,研究人员将这些光子通过光纤电缆发送出去。

当在两个光子上同时进行称为贝尔测量的特定观察时,在测量之前光子与之配对的量子存储器就相互纠缠了。

在一个稍有不同的实验中,鲍伯和他的团队使用了不是安装在地下但只是在实验室中盘绕的电缆,将量子记忆纠缠了50公里。

这项工作的最终目标是创建一个可以接收然后重新传输量子信息的量子转发器,以便可以长距离发送它,最终建立一个安全的量子信息网络。

鲍说:“说实话,要使量子直放站工作在实际的长距离情况下,还有很长的路要走。”但他认为,利用量子存储器构建小规模的原型量子网络将是可能的。接下来的几年。

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