科学家建立初级量子网络

研究人员利用两个分离的原子建立了第一个真正的量子连接。图片来源：Andreas Neuzner/Max Planck Institute of Quantum Optics 十多年来，物理学家一直在试图用量子力学方法传递机密信息而不必担心被截获。但他们一直没有创造出一个真正的量子网络。如今，一个德国研究小组使用两个完全分离的原子建立了首个真正的量子连接。研究人员表示，很多这样的连接结合在一起便能够构建一个完整的网络。并未参与此项研究的英国剑桥市东芝欧洲研究有限公司的应用物理学家Andrew Shields表示：“这是一个非凡的成就。”他说：“过去我们也曾建立了能够传输量子信息的网络，但在网络切换点上却把它转化为传统模式。然而研究人员报告的这项初步试验却使网络中的信息依然保持着量子形式。” 根据量子理论，量子通讯方案通常利用了这样一个事实，即在不干扰粒子的前提下是不可能测量一个量子粒子的情况或“状态”的。如今，德国加尔兴市马普量子光学研究所的Stephan Ritter和同事，在4月12日出版的《自然》杂志上报告了一个初级的量子网络，该网络有两个基于束缚在位于街道两侧单独实验室内光腔中的单个原子的量子节点。这是科学家首次实现这种初级的量子网络，为实现真正意义上的量子网络迈出关键一步。研究人员指出，这种量子网络构成了分布式量子计算架构和量子通信的骨干。同时，该技术演示了一个全尺寸量子网络的全部必要成分，从这个意义上来说它尤其让人感到鼓舞。 Shields认为“这是一个非常重要的进步”，因为它将使技术人员能够在网络的中间节点无法被信任时共享量子密钥，也可能带来基于分布式缠绕的更为复杂的多方通信协议。但Shields警告说：“在这项技术投入实际应用前依然有很多的工作要做。”使构成节点的组件小型化毫无疑问将被写入研究人员下一步的工作清单。量子网络是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子网络。将一个粒子的量子信息发向远处的另一个纠缠粒子，该粒子在接收到这些信息后，会成为原粒子的复制品。一个粒子可以传递有限的信息，而亿万个粒子联手，就形成量子网络。（来源：中国科学报赵熙熙）