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首次!科学家利用量子纠缠现象实现信息“瞬间”传输

2019/12/28 8:34:21来源:凤凰科技作者:霜叶责编:微尘评论:

布里斯托大学研究人员开发的一款芯片,能在电路中生成光粒子,利用量子纠缠现象实现远距离瞬间通信。

量子芯片渲染图

英国和丹麦科学家称,他们首次实现了信息在两个计算机芯片之间的“瞬间传输”,此举可能催生更安全的“量子网络”。

英国布里斯托大学和丹麦技术大学的专家,首次利用被称作“量子纠缠”的物理现象,实现“瞬间发送数据”。

计算机芯片不需要电气或物理连接即可传输信息,因为量子纠缠使微粒能瞬间通过很远的距离进行通信。

布里斯托尔大学研究人员称,这一技术在量子计算和网络领域有广泛用途,因为改变一个微粒的状态,另一个微粒的状态也会自动发生改变。

两所大学的联合研究团队称,他们的研究可能为量子互联网铺平道路,“将能够保护信息不会受到恶意攻击”。

研究人员在芯片内制造的经过特别设计的可编程电路,能够产生光粒子。

这些微粒利用量子纠缠现象,能够在不同芯片之间“瞬间传输”,实现即时通信。

在使光粒子在经过专门编程的计算机芯片之间传输信息方面,该研究团队获得了91%的成功率。

这项研究论文共同作者丹·卢埃林(Dan Llewellyn)说,“在实验室的两个芯片之间,我们能够演示高品质的纠缠链接。”

他表示,这项新研究相当重要,因为量子计算机、量子互联网等技术依赖于“量子信息”。

卢埃林称,“信息编码在单个微粒对中,难以控制和测量”。

布里斯托大学研究人员能够利用量子纠缠现象将不同芯片连接在一起,他们能够操控一个粒子,引发粒子对中位于其他芯片中的另外一个粒子发生变化

卢埃林及其团队开发的设备,能够在可编程电路中产生和操控单个微粒对。

他们开发的芯片,能够把量子信息编码在电路产生的光中,然后它们就能高效地处理信息了。

研究团队称,信息瞬间传输不仅可以用于量子通信,还是量子计算的基础。

他们在一份声明中说,“但是,在实验室的两个芯片之间利用量子纠缠现象建立通信链路,被证明极具挑战性。”

不过他们表示,他们的新工艺可以生产出更高质量、更快的量子电路,是迄今为止最高效的工艺之一。

他们还展示了电路的其他功能,例如“交换”——量子网络正常运行所需要的一个过程。

研究团队也展示了与光子状态有关的一种过程——是开发量子互联网和量子计算机所需要的。

卢埃林说,对于开发“量子计算和通信所需要的更复杂量子电路”而言,这是重要的一步。

这项研究的第一作者王建伟(Jianwei Wang,音译)博士表示:“量子光子器件和经典电子控制系统的结合,将为完全基于芯片的CMOS兼容量子通信与信息处理网络打开大门。”

这项研究的论文发表在《自然物理学》期刊上。

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