量子隱形傳態(tài)通過(guò)普通光纜成功傳輸

  ICC訊 一項實(shí)驗表明，量子隱形傳態(tài)與經(jīng)典通信信號可在同一根光纜中共存。美國西北大學(xué)研究人員通過(guò)普通光纜，成功將量子態(tài)隱形傳輸了30公里。這為量子通信與現有互聯(lián)網(wǎng)光纜相結合帶來(lái)了新的可能，大大簡(jiǎn)化了分布式量子傳感或計算應用所需的基礎設施。相關(guān)論文發(fā)表于最新一期《光學(xué)》雜志。

  量子隱形傳態(tài)僅受光速限制，能讓通信實(shí)現幾乎瞬時(shí)傳輸。該過(guò)程利用量子糾纏技術(shù)，即兩個(gè)粒子無(wú)論相隔多遠，無(wú)需物理傳輸即可交換信息。

  在光通信中，所有信號都被轉換為光。經(jīng)典通信的傳統信號通常由數百萬(wàn)個(gè)光粒子組成，量子信息則使用單個(gè)光子。

  傳統觀(guān)念認為，單個(gè)光子會(huì )“淹沒(méi)”在攜帶經(jīng)典通信的數百萬(wàn)個(gè)光粒子的光纜中。這就像是一輛單薄的自行車(chē)，在滿(mǎn)是疾馳的重型卡車(chē)的狹窄隧道中艱難穿行一樣。

  然而，研究人員找到了一種方法，能幫助脆弱的光子避開(kāi)繁忙的“交通”。在深入研究光如何在光纜中散射后，研究人員發(fā)現了一個(gè)不太擁擠的光波長(cháng)來(lái)放置光子。然后，他們添加了特殊濾波器，以減少來(lái)自常規互聯(lián)網(wǎng)流量的噪聲。

  為了測試這種新方法，研究人員設置了一條30公里長(cháng)的光纜，兩端各有一個(gè)光子。然后，他們同時(shí)通過(guò)這條光纜發(fā)送量子信息和常規互聯(lián)網(wǎng)流量。最后，他們在執行隱形傳態(tài)協(xié)議時(shí)，測量了接收端量子信息的質(zhì)量。結果顯示，即使在互聯(lián)網(wǎng)流量繁忙時(shí)，量子信息也能成功傳輸。

  研究表明，量子隱形傳態(tài)能夠在地理上相距遙遠的節點(diǎn)之間提供安全的量子連接，下一代量子網(wǎng)絡(luò )和傳統網(wǎng)絡(luò )可以共享同一根光纖。

  接下來(lái)，研究人員打算擴展實(shí)驗距離，并計劃使用兩對糾纏光子來(lái)演示糾纏交換，這是實(shí)現分布式量子應用的一個(gè)重要里程碑。