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文章作者:lili | 2016-10-18
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中国量子卫星“墨子”号曾经升空有些光阴了。关于量子卫星的科普文章本站也都有较多简介,就不再累述。只是简单的说,量子通信是异常有前景的。能完成的功能也异常之广阔。这一点下面我们临时抢先了(相干链接)。不过美国宇航局最新迷信研究成果令人侧目,其科研人员在实验室外传输量子达到了最远的6千米外。可以说是一个严重年夜冲破。

美国宇航局取得了量子传奉上严重年夜冲破

量子通信应用了量子力学中很多独特的性质,比如我们能以极高的安然性传送信息或是将量子计算机连接在一路。

据国外媒体报导,近日,研究人员杀青了实验室外量子传送的最远记录,他们成功地应用浅显的城市光纤搜集,将一个光子的量子态传送到逾越6千米远外的某处。实验是在加拿大年夜城市卡尔加里地下的“暗”光缆里停止的。固然我们离实用化的量子互联搜集另有光阴,但此次实验的成功让研究人员向这一终究目标进步了一大年夜步。一旦有朝一日我们能驯服量子传送,我们就可以建立相对安然的加密通信搜集。发信者可以借助该搜集给一切他欲望收到消息的人发送信息,而一切发送的信息都没法被任何窃听者拦截。

这一研究是美国宇航局喷气推动实验室(JPL)、卡尔加里大年夜学和美国国度标准技巧研究所(NIST)的合营协作成果,有关论文曾经发表在期刊《天然 光子学》上。在这个有史以来第一次应用城市光纤搜集停止的量子传送实验中,研究人员应用了“暗”光缆,即未被应用的光缆。由JPL和NIST的研究人员设计的光子传感器可以或许监测光缆内的动态。一切这些尽力创下了新的记录——在实际的基本举措措施中停止逾越6千米的量子传送。固然之前有更远间隔的量子传送记录,但那些都是在实验室情况下杀青的。

来自JPL的文章其他作者之一,Francesco Marsili表示,在实验室情况不测描述类似传送的量子效应触及了一系列全新的挑衅。此次的实验注解这些挑衅都是可以克服的,可以说是我们在建立量子互联网路上一个重要的里程碑。量子通信应用了量子力学中很多独特的性质,比如我们能以极高的安然性传送信息或是将量子计算机连接在一路。它是借由“纠缠”感化完成的,详细而言就是两个粒子在相隔甚远后彼此之间依然具有接洽。任何事物假设影响了个中一个粒子的状况,也会照应影响到另外一个粒子的状况。

我们无妨假定两个相互纠缠粒子——光子1和光子2。光子2可以被送到很远的处所,而两个光子之间依然保持纠缠状况。假设光子2在另外一处碰到了光子3且与之相互感化,那么由光子3转移给光子2的状况会主动的传送授予光子2相纠缠的光子1。正如研究人员指出的,由于光子1和光子3从没有产生实际的相互感化,这实际上是一个“虚无缥缈”的传输过程。借由这一概念,两小我可以应用异样的道理在彼此之间停止安然的通信。

这一切都是在量子力学的标准下产生的,触及到的粒子异常渺小,研究它们异常艰苦。但是我们在这些实验中应用了超灵敏的光子传感器,让我们能更精确地探测光子。卡尔加里大年夜学量子迷信与技巧学院的Daniel Oblak表示,由JPL和NIST的研究人员主导的超导探测器平台让以探测通信波长上的单个光子成为能够。整套平台简直没有噪声,效力几近完美。假设是老式的探测器,如许的成果是弗成想象的。假设不是JPL的探测器,像我们如许用已有的光纤基建停止的类似实验根本没法成功。

量子通信可在各个范畴被用于建立高度安然的通信体系以保护数据旌旗灯号。下一步,研究人员将建立中继器将纠缠光子传送到更远的处所。他们表示,借助“超敏感光子探测器”,中继器乃至能让纠缠光子横越全部国度。终究,我们可以无需借助中继器就完成同太空之间的量子传送。光子可借由激光直接发射到太空中,而光子的状况则从地球上传送。

JPL部属微型设备实验室的Matt Shaw表示,经过过程应用先辈超导探测器,我们能有效地应用单个光子在太空和空中之间同时传送经典信息与量子信息。我们筹划应用这些探测器的更先辈版本来演示与深空的光学通信和与国际空间站的量子通信。


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