最新研究：利用光纖網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)量子信息傳輸更近一步

人們通常認(rèn)為，量子技術(shù)利用了統(tǒng)轄粒子行為的量子力學(xué)原理，其過(guò)于脆弱而無(wú)法與我們?nèi)粘３Ｓ玫碾娮釉O(shè)備共存。但據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)9日?qǐng)?bào)道，美國(guó)芝加哥大學(xué)的科學(xué)家最近宣布：量子態(tài)可被集成在由碳化硅制成的常用電子設(shè)備內(nèi)并被很好地控制。最新研究讓利用光纖網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)量子信息傳輸更近了一步。

在發(fā)表于《科學(xué)》與《科學(xué)進(jìn)展》上的兩篇論文中，最新研究首席研究員、量子技術(shù)先驅(qū)大衛(wèi)·奧沙隆帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)證明，他們可以用電控制嵌入碳化硅內(nèi)的量子態(tài)。與科學(xué)家在量子實(shí)驗(yàn)中通常需要使用超導(dǎo)金屬或鉆石等奇特材料相比，最新突破或許提供了一種更方便地設(shè)計(jì)和構(gòu)建量子電子設(shè)備的方法。

奧沙隆指出，這些位于碳化硅內(nèi)的量子態(tài)有一個(gè)獨(dú)到之處：可以發(fā)射波長(zhǎng)接近電信頻段光的單個(gè)粒子(光子)：“使這些光子非常適合通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸，目前，全球90%的數(shù)據(jù)由這些光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸。”

此外，與現(xiàn)有電子設(shè)備結(jié)合使用時(shí)，這些光子可以獲得新特性。例如，在一篇論文中，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建出了所謂的“量子調(diào)頻收音機(jī)”。與將音樂(lè)傳輸?shù)狡?chē)收音機(jī)的方式一樣，量子信息可以在極長(zhǎng)距離內(nèi)傳輸。

此外，在刊載于《科學(xué)》雜志的論文中，研究團(tuán)隊(duì)解決了量子技術(shù)中普遍存在的一個(gè)問(wèn)題：噪音。

這一論文作者克里斯·安德森說(shuō)：“所有半導(dǎo)體器件都有雜質(zhì)，在量子尺度上，這些雜質(zhì)會(huì)創(chuàng)建嘈雜的電環(huán)境，從而擾亂量子信息，這也是量子技術(shù)領(lǐng)域一個(gè)普遍存在的問(wèn)題。”但他們借助二極管，讓量子信號(hào)沒(méi)有噪音并幾乎完全穩(wěn)定。

目前，奧沙隆團(tuán)隊(duì)正致力于將量子力學(xué)的奇特性質(zhì)與經(jīng)典半導(dǎo)體技術(shù)相結(jié)合。他說(shuō)：“這使我們向?qū)崿F(xiàn)能在光纖網(wǎng)絡(luò)中存儲(chǔ)和分配量子信息的系統(tǒng)邁進(jìn)了一步。這種量子網(wǎng)絡(luò)將帶來(lái)新穎的技術(shù)，最終讓我們創(chuàng)建出無(wú)法破解的通信通道、實(shí)現(xiàn)單電子態(tài)的隱形傳送和量子互聯(lián)網(wǎng)。”(記者劉霞)

關(guān)鍵詞： 光纖網(wǎng)絡(luò)實(shí) 量子信息傳輸