通过普通光缆成功传送量子隐形传态,为其更先进、更安全的应用打开大门。

2024-12-27

IT 世家 12 月 26 日消息,美国西北大学当地时间 20 日本发布官方新闻稿称,学校工程师首次通过承载互联网流量的光纤电缆成功实现量子瞬间传输。这意味着量子通信与当前互联网电缆相结合的新概率,并且大大简化了量子计算或先进传感基础设施建设技术


西北大学普雷姆研究领导・库马尔教授说:“我们的研究显示了统一光纤基础设施的量子和经典网络共享路径。简单来说,这为量子通信的下一步发展铺平了道路。”


工作原理


量子瞬间传输仅限于光速,是一种全新、快速、安全的远程信息共享方式,无需直接传输信息。其原理是基于量子纠缠。 —— 无论两个颗粒之间的距离有多远,当两个颗粒纠缠在一起时,一直处于一种相关状态。。通过量子纠缠颗粒之间的信息交换,信息的传递并不依赖于颗粒本身的运动。


所有的信号都会在光通信中转换成光。传统的经典通信信号由大量的光子组成,而量子通信只使用单个光子。


“通过对两个光子进行毁灭性测量 —— 一种携带量子态,另一种与之纠缠。 —— “库马尔实验室的博士候选人乔丹将量子态转移到远处的光子上,”・托马斯说。“光子本身不需要传输,但它的状态会转移到长光子上。量子瞬间传输使信息在不实际传输信息本身的情况下可以长距离传输。”


重点:绕开交通


许多科学家对库马尔之前的研究表示怀疑,在承载经典通信的电缆中,能否获得量子瞬间传输。纠缠光子可能会受到许多其它光子的影响。,造成信号混乱,就像一辆自行车穿梭于一条充满重卡车的隧道里。


库马尔团队找到了一种方法,可以让这些微弱的光子。避开繁忙的流量。为了降低因特网流量带来的噪音,他们仔细研究了光纤中光的透射现象,最终找到了合适的波长来传输光子,并加入了特殊的滤波器。


库马尔说:“我们仔细研究了光的散射机制,并将光子放在透射效果最小的点上。”我们发现这种方法可以在不受经典通道影响的情况下进行量子通信。"


新方法检测


库马尔和他的团队在一起。 30 两个光子分别放置在公里光纤中,量子信息和高速互联网流量同时通过该电缆传输。最终,实验者通过量子测量方法验证了接收端的量子信息质量,并实施了量子瞬间传输协议。试验数据显示,即使因特网流量繁忙,量子信息仍能成功传输。


托马斯说:“虽然很多团队都研究过量子和经典通信的并存问题,但这是第一项成功实现量子瞬间传输的研究。”这一方法不需要直接传输,为更先进的量子应用打开了大门。,将来也不需要特殊的光纤。


最新一期《光学》杂志上发表了相关研究成果,IT 家庭附件链接:点击前去


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