量子隐形传态为数据通信提供了快速通道

西贝网 20220414

  • 量子通信
  • 量子互联网
  • 量子隐形传态
隐形传态(teleportation)是一个相当科幻的概念,但近日发表于《自然通讯》期刊上的一篇文章中,已有研究人员证明它可被用于避免量子层面的通信通道丢失。来自格里菲斯大学量子动力学中心的研究人员,强调了在各种形式的通信渠道(互联网或电话等)中发生的固有损失问题,并且找到了一种有助于缓解这种损失的机制。

(来自:Nature Communications)

Geoff Pryde 教授和 Sergei Slussarenko、Sacha Kocsis、Morgan Weston 三位博士,以及昆士兰大学 / 美国国家标准与技术研究院(NIST)的研究团队指出,这一发现是迈向“量子互联网”的重要一步,有望带来迄今为止前所未有的特性。

Sergei Slussarenko 表示,新研究首次展示了一种通过减少误差来改善通道性能的方法:“首先,我们回顾了通道传输的原始数据,然后看新方法能否有助于其达成更好的信号表现”。

研究配图 - 1:有损通道(无校正)的量子态传输概念演示

实验期间,他们先通过有损方式发送一个光子 —— 该光子并未携带任何有用的信息,所以就算丢了也不会造成什么大问题。

接着通过格里菲斯与昆士兰大学开发的“无噪声线性放大器”,来校正损耗的影响 —— 该装置能够恢复丢失的量子态,但并非每次都能成功(有一定的失败几率)。

研究配图 - 2:实验装置概念与布置示例

不过一旦恢复成功,他们就会用上另一种纯量子协议 —— 又称“量子隐形传态”(quantum state teleportation)—— 以将预期中的信息传送到更正后的载体中,从而避免通道上的所有损耗。

研究人员称,量子技术有望给信息化社会带来革命性的变化。而这项新研究中展示的量子通信方法,能够以极其安全的方式、在无法被第三方访问的情况下来传输数据。

研究配图 - 3:e 模式下,三种不同附加损耗的 L 值分布(在不同类型通道上的纠缠并发测量)。

Sergei Slussarenko 指出,短距离量子加密已得到商业应用,但若我们想要实现一个全球量子网络,就不可忽视无可避免的光子损耗问题。

好消息是,他们的最新工作,有助于实现所谓的“量子中继”—— 这也是长距离通信网络的一个关键组成部分。

研究配图 - 4:经过不同类型的通道分布的量子态(密度矩阵元素的绝对值)

Sergei Slussarenko 补充道:在量子通信网络中,第三方无法复制未知的量子数据 —— 如果携带信息的光子被丢失,其携带的信息也会永远消散。

不过想要实现有效的长距离量子通信,还是需要借助某种机制来介绍这种信道信息丢失,这也是他们正在实验室中所追求的。

下一步,研究团队将致力于将错误减少到可实施长距离量子密码学的水平、并在现成的光学基础设施上进行实测 —— 比如基于光纤的互联网网络。

查看全文

点赞

西贝网

作者最近更新

  • 詹姆斯·韦伯望远镜将目光投向115亿年前 捕捉到令人惊叹的"彩虹结"
    西贝网
    2022-10-21
  • 物理学家对质子结构异常现象感到疑惑
    西贝网
    2022-10-21
  • 科学家发现世界上第一张已知星图:被藏在一座修道院里
    西贝网
    2022-10-24

期刊订阅

相关推荐

  • 基于量子中继的量子通信网络技术取得重大突破

    2020-03-18

  • 在钻石中保存量子态:迈向量子互联网的一小步

    2020-04-03

  • 多国已未雨绸缪 量子通信布局起风了

    2020-05-11

  • 中国科学家利用“墨子号”量子科学实验卫星实现安全时间传递

    2020-05-13

评论0条评论

×
私信给西贝网

点击打开传感搜小程序 - 速览海量产品,精准对接供需

  • 收藏

  • 评论

  • 点赞

  • 分享

收藏文章×

已选择0个收藏夹

新建收藏夹
完成
创建收藏夹 ×
取消 保存

1.点击右上角

2.分享到“朋友圈”或“发送给好友”

×

微信扫一扫,分享到朋友圈

推荐使用浏览器内置分享功能

×

关注微信订阅号

关注微信订阅号,了解更多传感器动态

  • #{faceHtml}

    #{user_name}#{created_at}

    #{content}

    展开

    #{like_count} #{dislike_count} 查看评论 回复

    共#{comment_count}条评论

    加载更多

  • #{ahtml}#{created_at}

    #{content}

    展开

    #{like_count} #{dislike_count} #{reback} 回复

  • #{ahtml}#{created_at}

    #{content}

    展开

    #{like_count} #{dislike_count} 回复

  • 关闭
      广告