量子网络的诡异步骤

2017-07-01 11:26:01

作者:Zeeya Merali即使可以使量子计算机发挥作用,仍然存在阻碍量子网络成为现实的两大障碍首先,存储在物质中的量子比特或量子比特必须被转移到光子以便长距离传输其次,必须纠正在传输过程中蔓延的错误两项不相关的研究现已证明如何消除这些障碍这两项研究都使用量子纠缠,这是一种幽灵般的特性,它将粒子与它们相距甚远测量一个粒子上的量子特性会立即影响另一个粒子,这种效应可用于在成对的纠缠粒子之间“传送”信息为了使量子网络成为可能,量子比特需要保持原子或离子,进行处理,然后转换成光的量子比特,以便在计算机之间传输,洛杉矶南加州大学的Todd Brun说他说,实现这一目标的一种方法是在光子和原子之间传送状态直到现在,量子隐形传态只在类似的物体之间进行 - 从光到光或物质到物质 - 但丹麦哥本哈根大学的尤金波尔齐克和他的同事已经采取了第一步走向布伦所建议的事情它们将光子与铯原子纠缠在一起,将光传输到光子传输到铯原子的等效特性(Nature,vol 443,p 557)波尔齐克说,这些信息只走了半米,但距离可以增加 “潜在地,唯一的限制是光线可以在没有信号降级的情况下传播多远,”他说这引发了第二个问题:“量子态很脆弱,在传输过程中容易变形,”波尔齐克说量子系统容易出现两种类型的错误:量子比特可以在0和1之间翻转,或者它们可以改变相位由于海森堡的不确定性原理,试图找出发生了哪种错误很困难 “当你试图测量一种类型的错误时,你最终可能会产生另一种类型的错误,”Brun说 “你弊大于利”现在,布伦的团队设计了一条出路解决方案是首先创建几个纠缠的粒子对,然后在发送任何信息之前在发送器和接收器之间共享它们然后,发射机将其纠缠粒子与量子信息一起发送从理论上讲,该团队已经证明,当接收器将这些粒子与其纠缠的孪晶结合在一起时,它可以检测到两种类型的量子误差(Science,DOI:10.1126 / science.11​​31563)波尔齐克印象深刻 “通过使用这种有效的量子纠错码,可以显着提高光与物质之间的量子隐形传输,