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研究人员实现了持续的高保真量子隐形传态

可行的量子互联网(一种通过纠缠在远距离共享量子位中存储的信息的网络)将改变数据存储,精确感测和计算的领域,从而开创通信的新时代。本月,费米国家加速器实验室(一家隶属于芝加哥大学的美国能源部国家实验室)的科学家以及五个机构的合作伙伴朝着实现量子互联网的方向迈出了重要一步。

在PRX Quantum上发表的一篇论文中,该团队首次展示了由保真度大于90%的光子(光粒子)构成的量子比特的持续,远距离传送的演示。

使用最先进的单光子探测器和现成的设备,将这些量子比特通过27英里(44公里)长的光纤网络传送。

费米实验室量子科学计划负责人,论文的共同作者之一,费米实验室的科学家帕纳吉奥蒂斯·斯潘佐祖里斯说:“我们对这些结果感到很兴奋。” “这是建立一种技术的关键成就,它将重新定义我们进行全球交流的方式。”

这项成就是在美国能源部在芝加哥大学的一次新闻发布会上公布了其国家量子互联网的蓝图之后的仅仅几个月。

链接粒子

量子隐形传态是量子态从一个位置到另一位置的“无形”转移。量子位的量子隐形传态是使用量子纠缠实现的,其中两个或更多个粒子彼此密不可分。如果两个单独的位置之间共享一个纠缠的粒子对,无论它们之间的距离如何,编码信息都会被传送。

联合团队-Fermilab,AT&T,加州理工学院,哈佛大学,NASA喷气推进实验室和卡尔加里大学的研究人员-成功地将量子比特传送到两个系统上:Caltech Quantum Network和Fermilab Quantum Network。这些系统是由Caltech在智能量子网络和技术或IN-Q-NET上的公私合营研究计划设计,建造,调试和部署的。

加州理工学院商学院物理系教授,IN-Q-NET研究计划主任Maria Spiropulu说:“我们为在可持续,高性能和可扩展的量子隐形传态系统方面实现这一里程碑感到非常自豪。” 。“随着系统升级,我们预期将在2021年第二季度完成,结果将得到进一步改善。”

具有近乎自主的数据处理功能的Caltech和Fermilab网络都与现有的电信基础设施以及新兴的量子处理和存储设备兼容。研究人员正在使用它们来提高保真度和纠缠分布的速率,重点是复杂的量子通信协议和基础科学。

斯彭佐里斯说:“通过这次演示,我们将开始为芝加哥地区的都市量子网络的建设打下基础。”

费城实验室与阿贡国家实验室,加州理工学院,西北大学以及行业合作伙伴合作设计了芝加哥网络,称为伊利诺伊州快速量子网络。

Fermilab研究副总监Joe Lykken说:“这项壮举证明了跨学科和机构合作的成功,这推动了我们在科学领域取得的成就。” “我赞扬IN-Q-NET团队以及我们在学术界和工业界的合作伙伴在量子隐形传态方面的首创成就。

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