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光—物质量子纠缠实现50公里光纤传输,量子互联网要来了?

2019-09-06 16:03:48

    从1989年3月12日万维网(World Wide Web,简称Web)诞生之日算起,已经过了30多年。从古老的电话线拨号上网到今时今日的光纤上网,经典互联网的速度和流量已经提升了数百倍之多。
 
  但比起未来的量子网络,这种飞跃不值一提——量子通信的传输效率将比5G的光纤信道高出上亿乃至万亿倍。
 
  量子网络是一个美好的前景:1秒内下载亿万部高清电影,不易被破译窃听,可以保证通信安全保密……
 
  然而,由于量子信息无法复制,因此人们不可能通过经典网络发送这些信息。量子信息必须由量子粒子传输,为此,量子通信将需要特殊的量子接口。
 
  因斯布鲁克的实验物理学家本·兰宁(Ben Lanyon)正在研究未来量子互联网的这些重要交叉点。近日,他在因斯布鲁克大学实验物理系和奥地利科学院量子光学和量子信息研究所的团队已经创造了物质和光之间量子纠缠转移的新纪录。
 
  他们首次用光缆将量子纠缠传输了50公里,比以前的数字高出两个数量级。本•兰宁表示,这是可以开始建设城际量子网络的实际距离。
 
  兰宁团队还表示,他们的方法有望使相距100公里甚至更远的离子发生纠缠。
 
  有了100公里的节点间距,人们就可望在未来几年内建立世界上第一个城际光—物质量子网络。
 
  关于量子网络的进展不止这些。2016年8月16日,我国发射了世界上第一颗量子通讯卫星—墨子号,实现了千公里级别的量子通讯。
 
  2017年,中国科学技术大学的潘建伟及其同事张强、陈腾云等人,清华大学王向斌以及中科院上海微系统所、济南量子技术研究院等单位科研人员合作,首次报道了404公里光纤的量子密钥分发实验记录。
 
  2018年,清华大学交叉信息研究院段路明教授研究团队宣布其在量子信息领域取得重要进展,首次实现25个量子接口之间的量子纠缠。
 
  除了科学家,不少科技巨头公司也正在研发量子计算机。2017年5 月 ,IBM 的科学家首次将该公司的量子计算机接入云端服务向大众公开;2019年1月,IBM推出首款商用的量子计算机,可操纵20个量子比特。而2018年3 月份Google 推出的量子计算机可操纵 72 个量子比特。
 
  IBM表示,量子计算机的发展也将遵循摩尔定律。他们认为,IBM将在2020年实现量子霸权。
 
  量子互联网的未来发展,或许将以比我们想象的快得多的速度“跑步前进”