十三发自凹非寺
量子位报导|公众号
量子信息技术很重要,如今大伙都晓得。
比如,量子计算机可能解决目前超级计算机系统过分复杂的问题,而量子互联网可能最终保护世界信息免受恶意功击。
但是,这种技术都依赖于“量子信息”,这种信息一般编码在单个量子粒子中,极难控制和检测。
而近来,来自瑞士普利茅斯学院和法国技术学院的科学家们,首次实现了两个计算机芯片之间的量子隐型传态。
也就是说,在不须要任何化学和电子联接的情况下,信息才能从一个芯片即时传送到另一个芯片。
这一创举堪称是为量子计算机和量子互联网打开了房门。
为此,也发表在了子刊。
“幽灵般的超距作用”更加迫近现实
这些隐型传态是通过一种称作量子纠缠的现象实现。
在这些现象中,两个粒子纠缠在一起,这样它们就可以远距离“交流”。
而无论两个粒子之间的距离有多远,改变其中一个粒子的性质,另一个粒子也会立刻发生改变。为此,信息在它们之间发生了传递。
理论上,量子隐型传态的运行距离是无限的,这就引出了一些奇怪的结论,甚至连爱因斯坦自己都倍感疑惑。
我们目前对化学学的理解是,没有哪些东西能比光速更快。
但是,随着量子隐型传态的出现,信息虽然打破了这个速率限制。
爱因斯坦称之为幽灵般的超距作用。
这次的新研究,让这一现象愈发接近现实。
△芯片间的量子隐型传态和多光子多量子位纠缠
团队在芯片上形成了纠缠的光子对,之后对其中一个量子进行了检测。
这些观察会改变光子的状态,之后将这种改变立刻应用于另一个芯片中的配对光子。
研究的专著者Dan说:
我们能否在实验室中演示两个芯片之间的高质量纠缠链接,其中每位芯片上的光子共享一个量子态。
之后对每位芯片进行完全编程,拿来执行一系列借助纠缠的演示。
最重要的演示是一个双芯片隐型传态实验,在量子检测完成后量子隐态传输,粒子的单个量子态被传送到两个芯片上。
传送的成功率达到了91%,并成功完成了对量子估算来说十分重要的其他功能。
比如量子隐态传输,纠缠交换,以及最多同时纠缠4个光子等。
打开量子量子计算机、互联网房门
其实,在传送距离这个点上,曾经实验中距离要远得多。
首先是在一个屋子里的传送,之后是25公里、100公里,最后通过卫星传送超过1200公里。
也有在单个计算机芯片不同位置之间实现过信息传送。
但在两个不同芯片之间进行远程传输是量子估算的重大突破。
正如论文通信作者、北京学院王剑威(Wang)博士所说:
量子光子元件和传统电子控制的单一硅芯片集成,将为完全基于芯片的CMOS兼容的量子通讯和信息处理网路打开房门。
作者简介
王剑威
2008年专科结业于四川学院,2015年在瑞士普利茅斯学院化学系获得博士学位,然后留校从事博士后研究工作。
Ding
2006年专科结业于华北科技学院,2011年在德国技术学院获得博士学位。以后在德国技术学院从事研究工作,2017年成为助理院长。2018年10月创立了一家名为ApS芯片公司。
日本利兹学院量子工程技术实验室,威廉化学实验室和电子电气工程系。
ImadI.
日本利兹学院量子工程技术实验室,威廉化学实验室和电子电气工程系。
传送门
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