首次通过互联网实现量子隐形传态

光的量子态是已成功传送在互联网流量的洪流中穿过 30 多公里（约 18 英里）的光缆 - 这是一项曾经被认为不可能的工程壮举。

美国研究人员在 2024 年令人印象深刻的演示可能无法帮助您上班以避开早上的交通，或更快地下载您最喜欢的猫视频。

然而，通过现有基础设施传送量子态的能力代表了朝着实现量子连接迈出的里程碑式的一步计算网络,增强加密或强大的新传感方法.

“这非常令人兴奋，因为没有人认为这是可能的，”说领导这项研究的西北大学计算机工程师 Prem Kumar。

“我们的工作展示了一条通往共享统一光纤基础设施的下一代量子和经典网络的道路。基本上，它为将量子通信推向一个新的水平打开了大门。

传递与《星际迷航》运输系统的相似之处瞬移在眨眼间将乘客穿越时空，它在一个位置获取了一个物体的量子可能性，并通过小心地摧毁它，将同样的可能性平衡强加到另一个位置的类似物体上。

尽管测量这两个物体的行为在同一瞬间决定了它们的命运，但纠缠它们的量子身份的过程仍然需要在太空中的点之间发送单一的信息波。

就像春雨中的仙女棉花一样，任何物体的量子状态都是可能性的朦胧污点，有可能在创造后瞬间融入现实。辐射的电磁波和运动粒子的热碰撞和研磨迅速将量子意义降低到退相干如果它没有以某种方式受到保护。

屏蔽量子态计算机内部是一回事。通过充斥着银行交易、猫咪视频和短信的光纤发送单个光子，同时保护其量子态，这要艰巨得多。你还不如把你的量子仙女牙线扔进密西西比河，希望它最后的味道一样好。

为了在每秒 400 Gb 的互联网流量中保持其孤独光子的宝贵状态，研究团队应用了各种技术来限制光子的通道并减少它可能散射并与其他波混合的机会。

“我们仔细研究了光是如何散射的，并将我们的光子放置在散射机制最小化的合法点，”说库玛。

“我们发现我们可以执行量子通信，而不会受到同时存在的经典通道的干扰。”

虽然其他研究小组已经在互联网模拟中成功地将量子信息与经典数据流一起传输，但 Kumar 的团队是第一个将量子态与实际互联网流一起传送的团队。

每个测试都进一步表明量子互联网是不可避免的，为计算工程师提供了一个全新的工具包，用于以前所未有的方式测量、监控、加密和计算我们的世界，而无需重新发明互联网来做到这一点。

“量子隐形传态能够在地理位置遥远的节点之间安全地提供量子连接，”说库玛。

“但许多人长期以来一直认为，没有人会建造专门的基础设施来发送光粒子。如果我们正确选择波长，我们将不必构建新的基础设施。经典通信和量子通信可以共存。

这项研究发表在光学.

本文的早期版本发表于 2024 年 12 月。

宝宝起名 起名