據(jù)悉,隨著近年來越來越多的敏感數(shù)據(jù)被共享或被盜取,人們迫切需要更安全的連接。答案可能是一個量子互聯(lián)網(wǎng),信息幾乎是瞬間在量子糾纏的節(jié)點之間傳遞,因此在物理上是無法入侵的,因為任何未經(jīng)授權(quán)的觀察數(shù)據(jù)都會擾亂它。代爾夫特理工大學(xué)的研究人員現(xiàn)在通過開發(fā)一種“按需”生成量子糾纏連接的新技術(shù)克服了實現(xiàn)這一目標(biāo)的主要障礙。
量子糾纏是一個奇怪的現(xiàn)象,兩個粒子交織在一起,通過觀察一個粒子的狀態(tài),你可以準(zhǔn)確地推斷出另一個粒子的狀態(tài),而不管它們之間有多大的距離。這種通訊是有效的,但它似乎違反了經(jīng)典物理學(xué)的基本定律 - 即信息傳播不能比光速快。愛因斯坦本人曾將其描述為“遙遠的幽靈行動”,并對此深表懷疑。
然而這種現(xiàn)象已經(jīng)在一次又一次的實驗中得到證明,科學(xué)家們開始利用這種超快速、超安全的通信網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)象。去年,“墨子號”衛(wèi)星打破了量子糾纏的距離記錄,信息傳輸?shù)?,200公里(746英里)。今年早些時候科學(xué)家使用“墨子號”衛(wèi)星在中國和奧地利之間發(fā)送量子加密數(shù)據(jù)。
為了構(gòu)建一個實際的量子互聯(lián)網(wǎng),兩個粒子之間的糾纏需要快速生成并持續(xù)足夠長的時間以將信息傳遞到第三個節(jié)點。在這項新研究中,代爾夫特理工大學(xué)的研究人員表示,他們終于設(shè)法按需“創(chuàng)造量子連接”。
多年來該團隊取得了多項進展。2014年,他們第一次能夠在房間內(nèi)傳輸信息,第二年這段距離已經(jīng)擴展到1.3公里(0.8英里)。但穩(wěn)定性和長期性仍然是個問題。
“在2015年,我們設(shè)法每小時建立一個連接,而連接只保持幾分之一秒有效,”該項目的首席研究員 Ronald Hanson表示。“因此不可能將第三個節(jié)點添加到網(wǎng)絡(luò),更不用說多個節(jié)點了。”
在這項新研究中,研究人員能夠?qū)⑦@個比例提高幾個數(shù)量級。這些連接仍然只持續(xù)了幾分之一秒,但并不僅僅是每小時能夠建立一次,團隊每秒能夠創(chuàng)造40次。最重要的是,在最初的連接丟失之前,這給了信息時間以移動到另一個節(jié)點。為了達到這個結(jié)果,研究人員使用了一種新方法來纏住兩個電子,并保持2米(6.6英尺)的距離。他們還開發(fā)了一種新的方法來保護糾纏,因為任何外部干擾都可能影響結(jié)果。
該系統(tǒng)現(xiàn)在顯然總是可以根據(jù)需求進行“糾纏”,該團隊表示,這要歸功于過程中添加的智能質(zhì)量檢查。未來,研究人員計劃將技術(shù)擴展到創(chuàng)建具有多個節(jié)點的量子網(wǎng)絡(luò)。
“就像現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)一樣,我們總是想上網(wǎng),系統(tǒng)必須糾纏于每個請求,”Hanson表示。“到2020年,我們希望通過量子糾纏連接荷蘭的四個城市,這將是世界上第一個量子互聯(lián)網(wǎng)。”
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原文標(biāo)題:“按需”糾纏為量子互聯(lián)網(wǎng)奠定了基礎(chǔ)
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