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首次實(shí)現(xiàn)高階控制三節(jié)點(diǎn)量子網(wǎng)絡(luò)！邁向量子互聯(lián)網(wǎng)的非相鄰節(jié)點(diǎn)隱形傳態(tài)
2022年05月30日 10:50:48
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：羊舌木 點(diǎn)擊量：4196
該項(xiàng)研究成果與方法是一項(xiàng)可擴(kuò)展量子網(wǎng)絡(luò)的重大突破，首次演示了跨越非相鄰網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的無條件量子比特隱形傳輸，并且結(jié)合了優(yōu)秀的方法改進(jìn)和創(chuàng)新，主要草擬了局部和雙節(jié)點(diǎn)量子態(tài)保真度的改進(jìn)。
【化工儀器網(wǎng) 項(xiàng)目成果】=量子隱形傳態(tài)是一種利用分散量子纏結(jié)與一些物理訊息的轉(zhuǎn)換來傳送量子態(tài)至任意距離的位置的技術(shù)。在這種全新的通信方式下，所傳輸?shù)牟辉偈墙?jīng)典信息而是量子態(tài)攜帶的量子信息，并且在量子糾纏的幫助下，待傳輸?shù)牧孔討B(tài)如同經(jīng)歷了“超時空傳輸”，能夠在一個地方不攜帶任何載體就消失，然后直接在另一個地方出現(xiàn)。量子隱形傳態(tài)在安全通信、量子計算、下一代互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)方面具有潛在應(yīng)用價值。
量子隱形傳態(tài)是實(shí)現(xiàn)全球量子通信網(wǎng)絡(luò)的可行性的前提研究。但迄今報道的關(guān)于這一效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)演示一直局限于兩個相連節(jié)點(diǎn)之間。而非相鄰節(jié)點(diǎn)間的隱形傳態(tài)對于量子網(wǎng)絡(luò)(如量子互聯(lián)網(wǎng))的構(gòu)建至關(guān)重要。
近日，荷蘭代爾夫特理工大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)利用量子的糾纏特性，嘗試在三個節(jié)點(diǎn)之間傳送數(shù)據(jù)。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了三套系統(tǒng)，分別為Alice、Bob和Charlie，他們在Alice和Bob之間以及Bob和Charlie之間有直接連接，但Alice和Charlie之間沒有。
在保存脆弱量子信息的同時完成流程的每一步，要求對這種量子態(tài)的制備、操縱和讀取都做出改進(jìn)。他們先向Alice和Bob發(fā)送了單個光子(光粒子)以“糾纏”屬于它們的兩個都被賦予了相同自旋的電子。隨后，科學(xué)家們將電子狀態(tài)轉(zhuǎn)移到Bob合成鉆石內(nèi)的碳核中，通過釋放Bob的電子實(shí)現(xiàn)與Charlie的糾纏，這樣就能夠得到Alice、Bob和Charlie兩兩糾纏到一起，從而解決無法在兩個非相鄰節(jié)點(diǎn)間實(shí)現(xiàn)量子數(shù)據(jù)的傳態(tài)難題。
研究員們使用氮空位系統(tǒng)，以通過合成鉆石中的一個很小空間來捕獲電子。雖然該實(shí)驗(yàn)的量子比特傳態(tài)僅在約 60 英尺的距離內(nèi)開展，但科學(xué)家們希望未來可以拓展到數(shù)英里的范圍，構(gòu)建出一套高度安全、可靠的新型量子系統(tǒng)。
該項(xiàng)研究成果與方法是一項(xiàng)可擴(kuò)展量子網(wǎng)絡(luò)的重大突破，首次演示了跨越非相鄰網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的無條件量子比特隱形傳輸，并且結(jié)合了優(yōu)秀的方法改進(jìn)和創(chuàng)新，主要草擬了局部和雙節(jié)點(diǎn)量子態(tài)保真度的改進(jìn)。
相關(guān)研究近日發(fā)表于《自然》。
(資料來源：《自然》、澎湃新聞)
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