中国的一个科学家团队用超过30英里(50公里)的光纤连接了量子记忆，超过了之前记录的40多倍。科学家们表示，这一壮举是迈向防黑客互联网的重要一步。

 

我们今天使用的互联网确实是一项革命性的发明。它将世界与信息联系在一起，让我们得以分享数百万张可爱猫咪的照片。但互联网上也充斥着试图拦截重要或敏感信息的黑客。为了反击，物理学家们想出了一个解决方案，在薛定谔的猫的一点帮助下，这只著名的假想的死与活的猫旨在揭示亚原子粒子的怪异本质。

 

提出的解决方案是一个由量子力学奇异世界统治的新互联网。这样的互联网有朝一日可能成为安全发送、接收和存储数据的标准。

 

在经典的计算世界中，信息是由值为0或1的位表示的。量子互联网就像量子计算机一样，将利用量子力学的基本特性之一——叠加原理。物理学家欧文·薛定谔(Erwin Schrodinger)用“盒子里的猫既是死的又是活的”这一悖论对这一原理进行了著名的描述。量子计算机使用量子位，或者“量子位”，它们可以以叠加的状态存在，杏耀在这种状态下，它们同时具有1和0的值。一个量子位存在于这种不确定的状态中，直到它被观察者测量，将量子位压缩成一个确定的0或1的状态。

 

如果你把两个或两个以上的量子位元配对在一起，它们就会纠缠在一起。量子纠缠是两个或两个以上的粒子之间的空灵连接，在其中一个粒子上进行的任何行为都会瞬间影响到另一个粒子，不管它们之间的距离有多远。爱因斯坦(Albert Einstein)把这种现象称为“幽灵般的远距离作用”(spooky action at a distance)。当信息通过纠缠态粒子(也称为量子隐形传态)传送时，量子互联网的真正魔力就开始了。

 

“量子隐形传态是一种未知量子态从一个粒子转移到另一个在一个遥远的位置,而不需要发送原始粒子本身,“Jian-Wei锅、物理学教授的中国科学技术大学合肥和这项研究的合作者,在接受采访时表示,美国国家科学审查。

 

由于纠缠的量子位元在物理上并没有以任何形状或形式连接在一起， 杏耀的体会 ，所以它们之间的通讯是不可能被拦截的。

 

潘和他的团队已经证明了光粒子或光子在真空中的长距离纠缠。在2017年，他的团队通过一个名为“墨子”的绕地卫星中继将两个光子纠缠在一起，两个光子之间的距离为746英里(1200公里)。

 

在实践中，纠缠是一件很麻烦的事情。即使是最微小的扰动，比如温度或振动的变化，也会打破纠缠粒子之间的联系，破坏它们共享的状态。要实现真正的量子互联网，物理学家需要借助所谓的量子记忆。

 

“量子存储器是一种存储量子信息的设备。[它]需要存储两种状态的叠加，”该研究的合著者、中国科学技术大学合肥分校物理学教授包晓辉在接受Live Science采访时表示。

 

量子记忆

 

这项研究发表在2月12日的《自然》杂志上，潘和他的同事成功地将量子记忆缠绕在50公里长的光缆上。之前的记忆分离记录是0.8英里(1.3公里)。

 

鲍说，在这项新研究的实验中，量子存储器是一组被困在真空中的激光冷却的铷原子。该团队使用光子对1亿个被捕获的原子云进行读写。光子被用来激发原子进入一个更高的能量状态，设置研究人员希望纠缠的量子位，并产生一个纠缠的光子通过光缆发送。然后，研究人员需要改变光子的频率，杏耀软件这样它就不会在实验室里缠绕的50公里长的光纤电缆中丢失。最后，光子可以被发送到电缆的旅程中，成功地缠结第二个量子存储器。

 

虽然记忆之间的量子纠缠已经实现，但该团队还没有在两个节点之间进行信息的量子隐形传态。研究人员说，他们希望这项工作将为创建一个量子中继站网络铺平道路，将纠缠通信扩展到更远的距离，最终形成一个大规模的量子网络。