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微软和光子公司展示量子传送系统,为量子互联网铺平道路

被 40 米长光纤隔开的纠缠量子比特(图片来源:Photonic)
被 40 米长光纤隔开的纠缠量子比特(图片来源:Photonic)
经过 6 个月的合作,微软公司和 Photonic 公司最近宣布,利用电信波长的光子,可以在点对点连接中成功地在两个物理上分离的量子比特之间传输量子信息。
Science

至少从我们看到第一部《星际迷航》(Star Trek)开始,瞬移作为一种近乎瞬时穿越广袤空间的手段就一直在科学家们的脑海中萦绕。 星际迷航的描述以来,科学家们就一直惦记着这项技术。虽然在可预见的未来,人类或相当大的物体可能仍无法使用这种技术,但科学家们在数据传输和 量子计算基于量子纠缠原理的远距离传输领域取得了重要进展。 AMD早在 2021 年就申请了一项基于量子远距传输的量子计算机设计专利,但今年早些时候,欧洲科学家 欧洲科学家而就在最近,微软和光子公司将整个原理付诸实践。

微软最近与 Photonic 合作,建立了世界上第一个 "分布式量子纠缠 "系统。该实验利用 硅量子点与一对氢量子比特耦合,每个量子比特位于一个单独的低温恒温器中,由 40 米长的光纤连接。

硅自旋量子比特单元由一个氢量子比特和一个电子量子比特组成,它们共同工作,以受控结的形式产生量子态信息。科学家们还使用两束激光来激发每个电子量子比特,然后同时将光子释放到一个分光器中,每个光束都有一个探测器。电子自旋被翻转,由此产生的光束被用于纠缠分光器中的电子量子位。之后,每个电子量子比特都与成对的氢量子比特纠缠在一起,并可在每个量子比特单元上执行逻辑运算,将量子态信息从一对传送到另一对。

这样,分布式量子纠缠就实现了,为量子网络开辟了道路,从而促进了数据传输、加密以及最终的远距离计算能力。显然,这不会取代经典互联网,但它将作为一个附加层,提供更多的功能。

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Bogdan Solca, 2024-07- 2 (Update: 2024-08-15)