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量子互联网关键阶段,首次实现量子信息制作、存储与检索

微云疏影 来源:综合整理 作者:综合整理 2024-04-22 11:44 次阅读

据PHYS.ORG报道,英国、德国科学家近期完成了量子信息的首次制作、储存及检索,此举标志着量子互联网取得重大进展。量子信息的分享对于建立具备分布式计算和安全通讯功能的量子网络具有重要意义。

量子计算有望破解金融风险优化、数据解密、分子设计以及材料特性研究等难题。为了降低量子信息在长距离传输过程中的损失风险,可以将网络划分为较小单元,并利用共享量子态将各单元连接。

实现这一目标的关键在于量子存储设备能够与生成量子信息的设备进行有效沟通。两国科学家成功构建了首个实现这一功能的系统,该系统还能借助常规光纤进行量子数据传输。

伦敦帝国理工学院物理系的萨拉·托马斯博士表示,“成功将两个关键设备连接是迈向量子网络的重要一步,我们对此感到十分欣慰。”德国斯图加特大学研究员卢卡斯·瓦格纳也表示,实现远距离甚至量子计算机之间的连接,将是未来量子网络面临的主要挑战。

传统电信系统(如网线或电话线)在远距离传输过程中容易出现信息丢失现象。为此,这些系统通常在固定点设置“中继器”,用以读取并重放信号,保证信号完整无误地抵达目的地。但经典中继器并不适用于量子信息,因为任何对信息的读取和复制行为都可能导致信息受损。

这种特性在一定程度上保护了量子连接免受未经授权的窃听,但同时也给远距离量子网络带来了新的挑战。

解决这一问题的途径之一就是采用纠缠光子进行量子信息分享。在通过量子网络进行远距离纠缠信息分享时,需要两个设备:一个负责生成纠缠光子,另一个则用于存储纠缠光子以便后续检索。研究团队成功构建了一套系统,使得两个设备能够使用相同的波长。

量子点产生非纠缠光子,随后将其传送到量子存储系统,并将光子储存在铷原子云中。激光可用于控制存储器,实现光子的存储和按需释放。这两个设备的波长不仅相互匹配,且与现今电信网络所使用的波长相吻合,因此可通过日常互联网中常见的常规光纤电缆进行传输。

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