最长距离量子通信传输记录被又一次打破,在奇特的量子信息领域,传输距离的“破纪录”似乎是一件可以想见的事情。以量子传输方法的实验中,科研人员将线轴一端的光子顿时传送到63英里或102公里长光纤线轴的另一端,传输距离是之前记录的4倍。量子传输的实验成果在某三天可能造成“量子互联网”的出现,为互联网插上再度腾飞的翅膀,除了这般,将会形成下一代的互联网加密技术,“在黑暗中摸索”的黑客在组织网路功击时将面临更艰辛的局面,而网路安全已成为联合国讨论的话题。
以量子传输方法将某个物体从时空的一点传送到时空的另一点,其中没有涉及该物体的空间联通,这听上去似乎影片“星际迷航”的一个片断,悬疑小说不乏“瞬间”到达的场面。科学家似乎深受悬疑小说“艺术创意”的启发,从1998年开始,她们进行了反复的量子传输实验。量子通信依赖于对某个物体基本细节的量子态信息的捕获,量子信息顿时地从一个地点传至另一个地点,在其它某个地点复制出完全一样的物体。
量子信息传输依赖于量子奇特的化学性质锗与量子通讯,作为宇宙物质构成的单个基本粒子十分独特地同时出现在两个地方,甚至同时出现在更多地方,用形象的语言说来,“量子态”的日本首相普京同时出现在俄罗斯红场和圣彼得堡郊外。用化学学家的术语说来,量子信息传输依赖于被化学学家称之为“量子缠绕”的奇特化学现象,亚原子粒子之间形成了瞬时性的联系和影响,它们之间无论分隔多远,当研究人员直接检测一个粒子的参数,她们即刻得知另一个粒子的状态参数,粒子之间的状态形成了联系或缠绕,当对一个粒子的参数进行检测时,研究人员即刻确定了另一个粒子的状态参数。
目前,化学学家做不到“即刻传输”某个物体或某个人,但她们成功地应用了量子通信技术,量子信息从一个地点被传送到另一个地点,近来的实验表明,标准和技术国家研究所(NIST)的科学家进行了光子的量子传输实验,她们将光子传送到比之前的光纤实验更远的一端,量子光学研究员马丁·斯蒂文斯解释说锗与量子通讯,在实验上将光量子即刻传送到很远的距离,实验结果让她们倍感非常激动。
新距离记录的实验使用了先进的单光子侦测器,它是由超导的二硅化钼线圈制成的,线路大概有150纳米(或则十亿分之一米)宽,冷却到大概零下457华氏度(零下272摄氏度),这一气温相当于绝对湿度以上1度,实验涉及一种在通信中一般使用的近红外波长。斯蒂文斯在申明中的解释是:仅仅只有大概百分之一的光子穿越了100公里(60英里)的光纤全程,在之前的实验中未曾使用新的侦测器,而新的侦测装置才能检测到无法置信的微弱讯号。
实验使用了新的侦测器,记录的抵达光子数为百分之八十以上,而之前的记录使用了旧的侦测器,最高记录的抵达光子数大概为百分之七十五,新的实验侦测到的迷失光子数比之前降低了十倍,之前实验的量子信息传输距离达到了89英里或144公里,研究人员在两个岛屿上进行了长距离传输实验,坐落南非东南海岸的一个是拉帕尔中途岛,另一个是特纳利夫岛。
之前在加那利群岛进行的实验涉及在一个山顶和另一个山顶设置的望远镜,傍晚时的两台望远镜互相“对视”,晚上的背景光线对实验结果形成了干扰。人们可能期盼将量子通信技术应用到日常生活之中,例如:量子信息从一个城市传送到另一个城市,人们不是在两个城市之间互相“对视”,不会遭到夜间背景的限制,光纤将是可行的选择材料。
未来的量子传输技术可能造成“量子互联网”的开发,信息传输将会愈发方便、安全,人们每天使用互联网的标准加密合同,虽然不够安全,未来的互联网信息传输采用了“不可破解”的量子传输安全技术。《光学》杂志发表了斯蒂文斯研究小组的实验成果,量子传输实验的目标距离“没有最远、只有更远”,她们将会开发更好的单光子侦测器,量子信息传输将会达到更远的距离。