科學家首先提出“需求”糾纏環節

Delft的QuTech研究人員已經成功地生成了兩個量子芯片之間的量子糾纏,其速度要快於量子糾纏消失的速度。由羅納德·漢森教授領導的科學家通過一種新穎的智能糾纏協議和對糾纏的謹慎保護,在世界上第一個按需提供這種量子連接的人。這為連接多個量子節點和創建世界上第一個量子網絡打開了大門。他們的研究成果發表在《自然》雜誌上。利用量子糾纏的力量,理論上可以建立一個不會被竊聽的量子互聯網。然而實現這樣一個量子網絡是一個真正的挑戰——它需要根據需要可靠地創建糾纏,並保持足夠長的時間將糾纏信息傳遞給下一個節點。

科學家首先提出“需求”糾纏環節

到目前為止,這已經超出了量子實驗的能力。Delft的QuTech公司的科學家們現在是第一個在實驗中根據需要在不到一秒的時間內產生超過兩米的糾纏,並在理論上保持這種糾纏足夠長以使糾纏能夠達到第三個節點。現在的挑戰是要第一個創建一個由多個糾纏節點組成的網絡——量子互聯網的第一個版本。2015年羅納德·漢森的研究小組首次在遠距離(1.3公里)產生了長壽命的量子糾纏,這使得他們首次提供了量子糾纏的完整實驗證明。這個實驗是他們目前發展量子互聯網的基礎,鑽石芯片上遙遠的單電子被光子作為介質纏繞。

然而這個實驗並沒有創造一個真正的量子網絡的必要性能。2015年設法每小時建立一次連接,而連接僅僅保持了幾分之一秒。不可能向網絡添加第三個節點,更不用說多個節點了。科學家們現在對這項實驗進行了多項創新改進。首先展示了一種新的糾纏方法。這使得在兩米之間的電子之間產生40倍的糾纏。合著者彼得·漢弗萊斯說:這比舊方法快一千倍。結合一種保護量子鏈路不受外界干擾的智能方法,這個實驗現在已經超過了一個關鍵的閾值。第一次,纏結可以被創造得比失去更快。通過技術上的改進,現在的實驗裝置已經準備好了。就像現在的互聯網一樣,我們總是希望在線,系統必須在每個請求上糾纏。科學家們通過增加智能質量檢查來實現這一點。

這些檢查只佔整個實驗時間的一小部分,同時允許我們確保我們的系統已經準備好進行糾纏,不需要任何人工操作。研究人員去年證明,能夠保護一個量子糾纏鏈,同時產生一個新的連接。通過結合這一點和他們的新成果,他們準備創建具有兩個以上節點的量子網絡。Delft的科學家們現在計劃在幾個量子節點之間實現這樣的網絡。漢森表示希望與KPN等合作伙伴一起,通過量子糾纏,在2020年前將荷蘭的四個城市連接起來,這將是世界上第一個量子互聯網。


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