我们刚刚离仅使用光传送图像又近了一大步
量子态的隐形传态有望在确保未来信息高速公路的安全方面发挥核心作用。
尽管已经取得了进展,这个过程仍然缓慢且有点笨拙。这种情况可能会改变,因为科学家们使用一种新工艺,可以有效地传送光的状态,使用一对纠缠光子形成图像
来自南非、德国和西班牙的团队希望这项创新可以帮助建立安全网络未来:如果关键数据没有被传输,那么它就不会被窃取。
“传统上,即使在量子领域,两个通信方也会将信息从一方发送到另一方,”说物理学家安德鲁·福布斯(Andrew Forbes),来自威特沃特斯兰德大学。
“现在,可以传送信息,使其永远不会通过连接进行物理传输 - 《星际迷航》技术成为现实。
该研究建立在以下想法之上量子纠缠,分离的粒子通过量子物理学的奇迹保持联系。一个粒子的状态告诉我们一些关于另一个粒子的信息,即使它们之间有很大的距离。
二纠缠光子在这里使用,但研究人员能够将比正常情况更多的信息打包到其中 - 因此有可能对图像进行编码。更重要的是,这些额外的信息成功地从一个点“传送”到另一个点。
然而,事实并非如此传送在标准意义上。虽然信息本身没有被传输(例如,通过互联网连接),但仔细测量其中一个纠缠粒子上的特定特征会立即影响另一个纠缠粒子上的相关特征,从而有效地传输其量子态。
然后,通过以老式的非传送方式传输原始测量粒子的实际细节,可以将该状态锁定在适当的位置,同时破坏原始状态。
虽然它可能不是一种更快的信息发送方式,但它确实为您不想让其他人看到的任何信息创建了一个方便的量子水印。
在这项最新的实验中,研究人员展示了一种创新的新检测方法如何对光子的角动量进行必要的测量,从而增加在量子态中可以传送的维度数量。
“该协议具有隐形传态的所有特征,除了一个基本要素:它需要明亮的激光束来使非线性探测器高效,以便发送者可以知道要发送什么,但不需要知道,”福布斯说。
“从这个意义上说,它不是严格意义上的隐形传态,但如果非线性探测器能够变得更有效率,那么未来可能会如此。
这里提到的“非线性检测器”是设置的另一个关键部分,用于处理纠缠光子,并确保信息准确地从一个点传递到另一个点。
研究人员建议,将来可以使用的一种方式是将指纹发送到银行。通过以量子态的形式传送指纹的空间细节,未来的安全措施可以创建一把钥匙,有效地锁定一盒数字信息,一个针对你的身体个性化的数字信息盒.
虽然这里的物理学非常复杂,但现在概念验证实验已经在实验室中进行,我们可以期待在实验室领域取得进一步的进展量子隐形传态.
“我们希望这个实验显示该过程的可行性,通过推动全量子实现的极限,推动非线性光学界的进一步发展。说物理学家亚当·瓦莱斯(Adam Vallés),来自西班牙光子科学研究所(ICFO)。
该研究已发表在自然通讯.