“量子”首次实现高阶控制三节点量子网络！迈向量子互联网的非相邻节点隐形传态

时间：2022-09-04 18:07:28来源：化工仪器网

今天，聚焦化工小新为大家分享来自化工仪器网的《首次实现高阶控制三节点量子网络！迈向量子互联网的非相邻节点隐形传态》。

=量子隐形传态是一种利用分散量子缠结与一些物理讯息的转换来传送量子态至任意距离的位置的技术。在这种全新的通信方式下，所传输的不再是经典信息而是量子态携带的量子信息，并且在量子纠缠的帮助下，待传输的量子态如同经历了“超时空传输”，能够在一个地方不携带任何载体就消失，然后直接在另一个地方出现。量子隐形传态在安全通信、量子计算、下一代互联网开发方面具有潜在应用价值。

量子隐形传态是实现全球量子通信网络的可行性的前提研究。但迄今报道的关于这一效应的实验演示一直局限于两个相连节点之间。而非相邻节点间的隐形传态对于量子网络(如量子互联网)的构建至关重要。

近日，荷兰代尔夫特理工大学的研究团队利用量子的纠缠特性，尝试在三个节点之间传送数据。研究团队开发了三套系统，分别为Alice、Bob和Charlie，他们在Alice和Bob之间以及Bob和Charlie之间有直接连接，但Alice和Charlie之间没有。

在保存脆弱量子信息的同时完成流程的每一步，要求对这种量子态的制备、操纵和读取都做出改进。他们先向Alice和Bob发送了单个光子(光粒子)以“纠缠”属于它们的两个都被赋予了相同自旋的电子。随后，科学家们将电子状态转移到Bob合成钻石内的碳核中，通过释放Bob的电子实现与Charlie的纠缠，这样就能够得到Alice、Bob和Charlie两两纠缠到一起，从而解决无法在两个非相邻节点间实现量子数据的传态难题。

研究员们使用氮空位系统，以通过合成钻石中的一个很小空间来捕获电子。虽然该实验的量子比特传态仅在约 60 英尺的距离内开展，但科学家们希望未来可以拓展到数英里的范围，构建出一套高度安全、可靠的新型量子系统。

该项研究成果与方法是一项可扩展量子网络的重大突破，首次演示了跨越非相邻网络节点的无条件量子比特隐形传输，并且结合了优秀的方法改进和创新，主要草拟了局部和双节点量子态保真度的改进。

相关研究近日发表于《自然》。