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量子网络:鬼魅般的超距作用

2016-05-16StefanoPirandola&Sam

中国民商 2016年5期
关键词:信息

StefanoPirandola&SamuelL.Braunstein+李雨蒙

大约在25年前,物理学家们发现了“瞬间传输”的量子体系。这种瞬间移动就是完美复制原始量子。爱因斯坦称之为“鬼魅般的超距作用”。在量子状态下,两个纠缠的光子互为一组,互相关联,并且可以在一个地方神秘消失,不需要任何载体的携带,又在另一个地方瞬间神秘出现。量子状态瞬间传输就是利用量子的这种特性,把一对携带着信息的纠缠的光子进行拆分,将其中一个光子发送到特定位置,两地之间只需要知道其中一个光子的即时状态,就能准确推测另外一个光子的状态。这样的特性能够提供一个可靠高效的方式在网络间传递量子信息,也能够超越传统网络,确保通讯和分布式计算能力。

实际上,量子信息以多种形式存在着,比如一个光子的两极化状态,电子的自转或是原子的激发状态。目前,已经发展出多种技术用以传输这样的状态。可是,目前依然存在许多阻碍技术发展的问题。比如,两极化光量子能在超过100公里的范围内用于传输量子信息,但只是从概率上说。超导设备通过芯片无损地通讯,但是只维持一瞬间,之后就有可能被其他相互作用争夺了信息传输。

两种方式

现在,全球在远距离通信方面最先进的科技是用于可见光的量子信息的瞬间传输。量子信息以(quantumbits)量子比特为单位计或是qubits,这些可以通过光一瞬间分散的特性表现,比如它的两级状态,或是以电磁波的连续状态形容,比如微波电场的密度和强度。……

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