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我们更靠近超级安全量子互联网的一步

引导形象©Wacomka / Adob​​e Stock

1月,来自美国能源部和芝加哥大学的科学家宣布他们在芝加哥郊区建造了一个52英里长的“量子环”。

它的目的:用作构建功能量子互联网所需的实验类型的测试平台。现在,来自argonne国家实验室和芝加哥大学的团队透露,它已经成功纠缠了两个循环的两个光子 - 让它更加靠近该目标的重大步骤。

要了解为什么Quantum Internet是如此可取的,它有助于首先考虑我们目前使用的计算机和互联网的缺点。

昆腾互联网不仅比目前的互联网更快,而且几乎是不破坏的。

今天的个人计算机在比特中存储信息,每个计算机在任何给定时间点都有零或一个。

量子计算机但是,存储在称为Qubits的量子系统中的信息,该信息可以具有零,一个或两个零和一个。

这归功于被称为“叠加”的量子世界的奇怪特征,这允许量子系统同时存在于多个态中 - 当我们观察或测量它们时,它们只会捕捉到一个状态。

能够一次性在多个状态下允许Qubits存储和处理更多信息而不是位 - 对于您添加到量子计算机的每个Qubit,您可以加倍其处理电源。这意味着有足够Qubits的量子计算机可以解决计算问题目前不可能对古典计算机进行快速处理,以便有用。

除了帮助我们的流程信息外,叠加还可以帮助我们安全地传输它,这是芝加哥在芝加哥中的量子互联网和“量子环”的想法。

然而,要了解,我们首先需要挖掘量子世界的另一个面条:纠缠,艾伯特爱因斯坦如此奇怪的事情,因为爱因斯坦着名被描述为“距离幽灵动作”。

量子系统具有变得纠缠的能力,这意味着即使它们与彼此相隔偏远,它们也会分享一个奇怪的粘合。

来自Argonne National Reporatory的科学家和芝加哥大学纠缠在芝加哥郊区的量子环中的光子(光粒子),芝加哥郊区的52英里光纤网络。动画显示了通过在莱蒙特的阿尔冈国家实验室的一对26英里循环创建和分发的纠缠,I-355 Boughton Road Toll Plaza在Bolingbrook,IL,再次回来。图片由阿尔冈国家实验室提供。

来自Argonne National Reporatory的科学家和芝加哥大学纠缠在芝加哥郊区的量子环中的光子(光粒子),芝加哥郊区的52英里光纤网络。动画显示了通过在莱蒙特的阿尔冈国家实验室的一对26英里循环创建和分发的纠缠,I-355 Boughton Road Toll Plaza在Bolingbrook,IL,再次回来。图片由阿尔冈国家实验室提供。

普通的比喻为此,涉及两种已经缠结的颗粒,以便如果一个是红色,则另一个必须是绿色的。在他们的量子状态中,每个粒子实际上是红色和绿色 - 谢谢,叠加 - 它只是当有人观察到一个粒子,它变得红色或绿色。

这是奇怪的部分:即使你将两个粒子分开了很远的距离,你观察一个粒子的瞬间 - 并且发现它是绿色 - 另一个粒子停止处于叠加状态,并捕捉到其红色状态。

这就像他们以速度快于光的速度互相沟通 - 因此“距离的幽灵动作”。

很容易看出纠缠如何对新型互联网有用。我们可以纠缠Qubits,将它们分开,然后使用它们的奇怪连接来传输信息。

不仅会这样做量子互联网比我们当前的互联网更快,但也会是几乎不打包- 传输两侧的人会立即知道是否有人试图拦截信息以来,因为只有观察行为会影响它,将其从叠加和进入一个状态。

研究人员已经讨论了创造纠缠颗粒的方法,并在2017年送到令人难以置信的距离 - 2017年,中国科学家团队成功送了一对缠结的光子从空间的卫星到地球上的两个基地,距离为745英里。

Quantum系统纠缠如此奇怪的是,阿尔伯特爱因斯坦着名地将其作为“距离的幽灵动作”而被称为“幽灵动作”。

这可能会使芝加哥团队穿过其52英里长的量子循环的纠缠,这包括两个连接的26英里长的光纤电缆,似乎差异化相比之下。

但是通过空间的缠结粒子远比地球更容易。在这里,科学家必须考虑到我们星球内部的所有干扰,这可能会影响纠缠。

“在现实世界中,由于温度变化,光纤电缆正在扩展和收缩。当地流量等环境中也有振动和噪音,”南涌,南科技科技师和分子工程助理教授在Uchicago,在新闻稿中解释。“这些都是可能影响量子信号传输的因素,并且我们只能通过在现实世界的运行条件下执行这个幅度的实验。”

芝加哥环是整个美国量子通信最长的基于基于地面的通道之一。这使得在这个国家的Quantum研究人员中成功地纠缠着它的巨大里程碑 - 以及沿着朝着完全新的互联网的道路向前迈出了巨大的一步。

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