愛麗絲，隱形傳態(tài)量子信息的接收者。在黑色鋁制圓筒內(nèi)，鉆石樣品被冷卻到-270°C，以減少來自環(huán)境的噪音并實(shí)現(xiàn)量子控制。圖片來源：《自然》在線版

科技日?qǐng)?bào)記者 張夢(mèng)然

英國《自然》雜志25日發(fā)表的一項(xiàng)研究演示了在一個(gè)三節(jié)點(diǎn)量子網(wǎng)絡(luò)中，兩個(gè)非相鄰節(jié)點(diǎn)之間的量子信息隱形傳態(tài)。這一結(jié)果是朝著量子互聯(lián)網(wǎng)邁出的重要一步。

量子隱形傳態(tài)能將量子信息從一個(gè)位置傳送到另一個(gè)位置，在安全通信、量子計(jì)算、下一代互聯(lián)網(wǎng)開發(fā)方面具有潛在應(yīng)用價(jià)值。迄今報(bào)道的關(guān)于這一效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)演示一直局限于兩個(gè)相連節(jié)點(diǎn)之間。而非相鄰節(jié)點(diǎn)間的隱形傳態(tài)對(duì)于量子網(wǎng)絡(luò)（如量子互聯(lián)網(wǎng)）的構(gòu)建至關(guān)重要。

荷蘭代爾夫特理工大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)此次操作的量子網(wǎng)絡(luò)，有3個(gè)用光纖連成一排的節(jié)點(diǎn)——愛麗絲、鮑勃和查理，愛麗絲和鮑勃之間以及鮑勃和查理之間有直接連接，但愛麗絲和查理之間沒有。實(shí)現(xiàn)隱形傳態(tài)首先要讓相鄰節(jié)點(diǎn)共享量子糾纏態(tài)，然后在中間節(jié)點(diǎn)鮑勃這里進(jìn)行量子交換，從而在愛麗絲和查理之間形成糾纏，讓量子信息能在它們之間直接隱形傳送。在保存脆弱量子信息的同時(shí)完成流程的每一步，要求對(duì)這種量子態(tài)的制備、操縱和讀取都做出改進(jìn)。

研究團(tuán)隊(duì)指出，研究中演示的非相鄰節(jié)點(diǎn)間的信息共享，或許代表了朝著構(gòu)建能通過量子信息隱形傳態(tài)進(jìn)行通信的量子網(wǎng)絡(luò)又近了一步。

不過，美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院和韓國科學(xué)技術(shù)研究院科學(xué)家在一篇同時(shí)發(fā)表的新聞與觀點(diǎn)文章中寫道，實(shí)現(xiàn)量子網(wǎng)絡(luò)周圍無處不在的隱形傳態(tài)技術(shù)仍有幾步之遙?？茖W(xué)家總結(jié)道，后續(xù)還需對(duì)該系統(tǒng)的多個(gè)特征進(jìn)行改進(jìn)，才能支持多次隱形傳態(tài)，以及構(gòu)建大規(guī)模量子網(wǎng)絡(luò)。

總編輯圈點(diǎn)

甲地某一粒子的未知量子態(tài)，要在乙地的另一粒子上還原出來，正是這樣奇異的量子糾纏，為量子計(jì)算機(jī)提供了巨大的計(jì)算能力，也是未來量子互聯(lián)網(wǎng)上共享信息的基礎(chǔ)資源?，F(xiàn)在，科學(xué)家們實(shí)現(xiàn)了量子網(wǎng)絡(luò)中遠(yuǎn)程、非相鄰節(jié)點(diǎn)之間的量子隱形傳態(tài)，證明了一旦成功準(zhǔn)備好傳送器，任意量子比特狀態(tài)，都可以以高于經(jīng)典界限的保真度進(jìn)行傳送。它聽起來很難理解，但卻是未來量子網(wǎng)絡(luò)的硬件、軟件、各種傳輸協(xié)議的主要組成部分，而當(dāng)這一網(wǎng)絡(luò)逐漸鋪就而成時(shí)，它也會(huì)為相應(yīng)的應(yīng)用程序打開了大門。