4月22日，PHYS.ORG的一則報(bào)道揭示了量子互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的重大突破。英國(guó)與德國(guó)的研究團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)了量子信息的制作、存儲(chǔ)與檢索，這一進(jìn)展對(duì)于量子網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和推動(dòng)分布式計(jì)算、安全通信等領(lǐng)域的發(fā)展具有重大意義。

在量子信息的傳輸過(guò)程中，長(zhǎng)距離傳輸中的信息丟失問(wèn)題一直是科學(xué)家們面臨的難題。為了解決這一問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出了將網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)小單元，并通過(guò)共享量子態(tài)將它們緊密相連。然而，要實(shí)現(xiàn)這一設(shè)想，關(guān)鍵在于確保量子存儲(chǔ)設(shè)備與量子信息生成設(shè)備之間的有效“交互”。令人振奮的是，英德兩國(guó)的科研團(tuán)隊(duì)成功打造了一個(gè)系統(tǒng)，成功地將這兩個(gè)核心組件緊密相連，并通過(guò)常規(guī)光纖實(shí)現(xiàn)了量子數(shù)據(jù)的傳輸。這一重大成果已在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上發(fā)表，引起了業(yè)界的極大關(guān)注。

在常規(guī)的電信系統(tǒng)中，信息在長(zhǎng)距離傳輸時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)丟失。為了解決這一問(wèn)題，電信系統(tǒng)通常會(huì)在固定點(diǎn)設(shè)置“中繼器”，用于讀取并重新放大信息，以確保信息的完整傳輸。然而，這種經(jīng)典的中繼器卻無(wú)法應(yīng)用于量子信息的傳輸。因?yàn)槿魏螄L試讀取和復(fù)制量子信息的行為都會(huì)破壞其完整性。盡管這在一定程度上增強(qiáng)了量子信息的安全性——任何嘗試竊聽(tīng)量子連接的行為都會(huì)破壞信息并觸發(fā)警報(bào)，但同時(shí)也為量子信息的傳輸帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。

為了克服這一挑戰(zhàn)，并充分發(fā)揮量子信息的優(yōu)勢(shì)，研究人員提出了以糾纏光子的形式共享量子信息。在量子網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的糾纏共享需要兩種關(guān)鍵設(shè)備：一種是用于產(chǎn)生糾纏光子的設(shè)備，另一種是用于存儲(chǔ)并允許后續(xù)檢索的設(shè)備。

這個(gè)新創(chuàng)建的系統(tǒng)中，兩個(gè)設(shè)備采用了相同的波長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)縫連接。量子點(diǎn)負(fù)責(zé)產(chǎn)生光子，并將其傳遞給量子存儲(chǔ)系統(tǒng)。這些光子隨后被存儲(chǔ)在銣原子云中，確保了信息的穩(wěn)定存儲(chǔ)。更為令人振奮的是，通過(guò)激光可以輕松地“激活”和“關(guān)閉”存儲(chǔ)器，按需存儲(chǔ)和釋放光子。值得一提的是，這兩個(gè)設(shè)備的波長(zhǎng)與當(dāng)前電信網(wǎng)絡(luò)使用的波長(zhǎng)相匹配，意味著它們可以通過(guò)日常互聯(lián)網(wǎng)中常見(jiàn)的常規(guī)光纖電纜進(jìn)行傳輸，為量子信息的實(shí)際應(yīng)用鋪平了道路。

英國(guó)倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的物理系博士莎拉·托馬斯表示，將這兩個(gè)關(guān)鍵設(shè)備成功連接在一起，是實(shí)現(xiàn)量子網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵一步。德國(guó)斯圖加特大學(xué)的盧卡斯·瓦格納也指出，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程位置甚至量子計(jì)算機(jī)之間的連接，是未來(lái)量子網(wǎng)絡(luò)的核心任務(wù)。

這項(xiàng)研究不僅展現(xiàn)了量子互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的巨大潛力，也為未來(lái)的分布式計(jì)算和安全通信提供了全新的可能性。

審核編輯：黃飛