【量子通信革命】Northwestern University實現(xiàn)光纖電纜中的量子隱形傳態(tài)

    在量子通信領(lǐng)域的一項突破性進展中，Northwestern University的科學(xué)家們成功演示了通過已經(jīng)承載互聯(lián)網(wǎng)流量的光纖電纜進行量子隱形傳態(tài)。這項技術(shù)不僅為量子通信領(lǐng)域帶來了革命性的變革，還為現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的升級提供了新的可能性。

    一、量子隱形傳態(tài)的突破

    領(lǐng)導(dǎo)這項研究的NorthwesternUniversity教授PremKumar表示：“這令人難以置信地興奮，因為沒有人認為這是可能的。我們的工作展示了一條通往下一代量子和經(jīng)典網(wǎng)絡(luò)共享統(tǒng)一光纖基礎(chǔ)設(shè)施的道路。”量子隱形傳態(tài)僅受光速限制，它使遠距離網(wǎng)絡(luò)用戶之間能夠以全新、超快、安全的方式共享信息，而無需直接傳輸。

    二、技術(shù)原理與應(yīng)用

    量子隱形傳態(tài)通過利用量子糾纏來工作，這是一種將兩個粒子連接在一起的技術(shù)，無論它們之間的距離如何。糾纏粒子不是通過物理移動來傳遞信息，而是在很遠的距離上交換信息——而無需物理攜帶信息。這一過程對于先進傳感技術(shù)和量子計算應(yīng)用至關(guān)重要，因為它大大簡化了所需的基礎(chǔ)設(shè)施。

    三、實驗驗證與挑戰(zhàn)

    在這項研究之前，許多研究人員都不確定在承載傳統(tǒng)通信的電纜中是否可能實現(xiàn)量子隱形傳態(tài)。然而，Kumar和他的團隊找到了一種方法來幫助脆弱的光子避開繁忙的流量。通過對光在光纖電纜中的散射方式進行深入研究后，研究人員找到了一種不那么擁擠的光波長來放置他們的光子，并添加了特殊的過濾器來減少常規(guī)互聯(lián)網(wǎng)流量的噪音。

    四、未來展望

    Kumar計劃將實驗擴展到更長的距離，并使用兩對糾纏光子來演示糾纏交換，這是另一個通往分布式量子應(yīng)用的重要里程碑。他的團隊正在探索在現(xiàn)實世界的地下光纜上進行實驗的可能性，而不是在實驗室的線軸上。“量子隱形傳態(tài)能夠在地理上相距遙遠的節(jié)點之間安全地提供量子連接，”Kumar說。“但許多人長期以來一直認為沒有人會建造專門的基礎(chǔ)設(shè)施來發(fā)送光粒子。如果我們正確選擇波長，我們就不必建造新的基礎(chǔ)設(shè)施。經(jīng)典通信和量子通信可以共存。”

    這項研究發(fā)表在《Optica》雜志上，標(biāo)志著量子通信技術(shù)向前邁出了一大步，為未來的量子網(wǎng)絡(luò)和量子計算應(yīng)用開辟了新的可能性。隨著這項技術(shù)的進一步發(fā)展和應(yīng)用，我們有望見證量子通信和經(jīng)典通信在同一個光纖基礎(chǔ)設(shè)施中共存，為全球通信網(wǎng)絡(luò)帶來前所未有的速度和安全性。