量子隐形传态首次通过互联网实现

2024 年，光的量子态是成功传送在互联网流量的洪流中穿过 30 多公里（约 18 英里）的光缆——这是一项曾经被认为不可能实现的工程壮举。

美国研究人员令人印象深刻的演示可能无法帮助您上班以避开早上的交通，或者更快地下载您最喜欢的猫视频。

然而，通过现有基础设施传送量子态的能力代表着朝着实现量子连接迈出了具有里程碑意义的一步计算网络,增强加密或强大的新传感方法.

“这非常令人兴奋，因为没有人认为这是可能的，”说领导这项研究的西北大学计算工程师 Prem Kumar。

“我们的工作展示了一条通往共享统一光纤基础设施的下一代量子和经典网络的道路。基本上，它为将量子通信推向新水平打开了大门。

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承受传球与《星际迷航》运输系统的相似之处传送会在眨眼间穿越时空，将物体的量子可能性放在一个位置，并通过小心地摧毁它，将相同的可能性平衡强加到另一个位置的类似物体上。

尽管测量这两个物体的行为在同一瞬间决定了它们的命运，但纠缠它们量子恒等式的过程仍然需要在空间中的点之间发送一波信息。

就像春雨中的仙女牙线一样，任何物体的量子态都是可能性的朦胧涂抹，有可能在创造后的瞬间融化为现实。辐射的电磁波和运动粒子的热碰撞和研磨迅速将量子重要性降低到退相干如果它没有受到某种保护。

屏蔽量子态计算机内部是一回事。通过嗡嗡作响的银行交易、猫视频和短信的光纤发送单个光子，同时保护其量子态要困难得多。你不妨把你的量子仙女牙线扔进密西西比河，希望它最后的味道也一样好。

为了在每秒 400 吉比特的互联网流量电流下保持孤独光子的宝贵状态，研究团队应用了多种技术来限制光子的通道并减少它与其他波散射和混合的机会。

“我们仔细研究了光是如何散射的，并将我们的光子放置在散射机制最小化的司法点上，”说库玛。

“我们发现我们可以在不受同时存在的经典信道干扰的情况下进行量子通信。”

虽然其他研究小组在互联网模拟中成功地将量子信息与经典数据流一起传输，但 Kumar 的团队是第一个将量子态与实际互联网流一起传送的团队。

每个测试进一步表明量子互联网是不可避免的，为计算工程师提供了一个全新的工具包，可以以前所未有的方式测量、监控、加密和计算我们的世界，而无需重新发明互联网来做到这一点。

“量子隐形传态能够在地理上遥远的节点之间安全地提供量子连接，”说库玛。

“但许多人长期以来一直认为没有人会建造专门的基础设施来发送光粒子。如果我们正确选择波长，我们就不必建造新的基础设施。经典通信和量子通信可以共存。

这项研究发表在光学.

本文的早期版本于 2024 年 12 月发布。

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