量子網(wǎng)絡(luò)新突破：量子糾纏理論解決研發(fā)障礙

這種新型網(wǎng)絡(luò)以量子糾纏理論為基礎(chǔ)。由于量子糾纏對(duì)能夠擾亂信號(hào)的環(huán)境干擾高度敏感，因此量子計(jì)算機(jī)的研發(fā)屢屢受挫。但英國(guó)蘇塞克斯大學(xué)的研究人員認(rèn)為自己已經(jīng)找到了解決方法。

量子網(wǎng)絡(luò)取得關(guān)鍵性突破

北京時(shí)間11月8日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，一些英國(guó)科學(xué)家稱(chēng)自己在實(shí)現(xiàn)超快、超安全量子網(wǎng)絡(luò)方面取得了關(guān)鍵性突破，解決了阻礙該領(lǐng)域發(fā)展的一大障礙。

這種新型網(wǎng)絡(luò)以量子糾纏理論為基礎(chǔ)。由于量子糾纏對(duì)能夠擾亂信號(hào)的環(huán)境干擾高度敏感，因此量子計(jì)算機(jī)的研發(fā)屢屢受挫。但英國(guó)蘇塞克斯大學(xué)的研究人員認(rèn)為，可以用微波技術(shù)將設(shè)備與外界“隔絕”開(kāi)來(lái)，從而保護(hù)設(shè)備免受外來(lái)干擾。

量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度可達(dá)現(xiàn)有超級(jí)計(jì)算機(jī)的數(shù)十億倍。此外，量子計(jì)算機(jī)還能建立無(wú)法被黑客攻破的數(shù)字連接、尋找癡呆癥的療法、發(fā)明新藥品、研制更高效的化肥等等。

量子糾纏是指，一對(duì)相互糾纏的粒子中的一個(gè)若發(fā)生某種變化，另一個(gè)也會(huì)同時(shí)發(fā)生變化。這種聯(lián)系被愛(ài)因斯坦稱(chēng)作“幽靈般的遠(yuǎn)距行為”。從理論上來(lái)說(shuō)，量子糾纏幾乎不受距離的限制，這使得量子連接極為安全。利用量子糾纏實(shí)現(xiàn)的任何網(wǎng)絡(luò)連接一旦受到黑客入侵，數(shù)據(jù)便會(huì)立即被摧毀，并留下清晰的入侵證據(jù)。

量子糾纏

這里的糾纏是指創(chuàng)造一對(duì)“量子比特”，即一個(gè)同時(shí)占據(jù)二進(jìn)制“1”或“0”兩種狀態(tài)的粒子。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)比特只能要么是1、要么是0，通過(guò)特殊的二進(jìn)制代碼排序存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。而一旦試圖觀察量子比特，量子比特就會(huì)立刻坍縮，同時(shí)朝兩個(gè)方向發(fā)射出去。

蘇塞克斯大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)希望，量子計(jì)算機(jī)能夠幫人類(lèi)解決一部分最為棘手的問(wèn)題。

溫弗里德·漢辛格教授（Professor Winfried Hensinger）解釋道，量子計(jì)算機(jī)目前僅可運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)室之內(nèi)，因?yàn)樗鼈儗?duì)環(huán)境“噪聲”極度敏感。

一名蘇塞克斯大學(xué)發(fā)言人表示：“目前已有的小規(guī)模量子計(jì)算機(jī)只擁有少量量子比特，因此可以在專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的高度受控環(huán)境中運(yùn)行。但也因?yàn)榱孔颖忍財(cái)?shù)量太少，這種小型量子計(jì)算機(jī)的處理能力過(guò)低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到解決復(fù)雜問(wèn)題的需求?！?/p>

為解決“環(huán)境噪聲”的問(wèn)題，該團(tuán)隊(duì)與帝國(guó)理工學(xué)院的理論科學(xué)家弗洛里安·明特爾特博士（Dr Florian Mintert）進(jìn)行了合作。他們利用量子物理與微波技術(shù)（類(lèi)似于手機(jī)中使用的技術(shù)），將新型量子計(jì)算機(jī)與外界隔絕開(kāi)來(lái)。

量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度可達(dá)現(xiàn)有超級(jí)計(jì)算機(jī)的數(shù)十億倍。此外，量子計(jì)算機(jī)還能建立無(wú)法被黑客攻破的數(shù)字連接、尋找癡呆癥的療法、發(fā)明新藥品、研制更高效的化肥等等。　　蘇塞克斯大學(xué)離子量子技術(shù)研究組帶頭人、漢辛格教授表示：“取得了這一進(jìn)展之后，我們離研發(fā)出擁有數(shù)百萬(wàn)個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)又進(jìn)了一步?！?/p>

“這樣的機(jī)器能夠解決目前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)耗時(shí)數(shù)十億年才能解決的問(wèn)題，將極大地造福人類(lèi)。它們也許能幫助我們研發(fā)新藥、尋找疾病新療法、為金融業(yè)打造強(qiáng)大工具、通過(guò)研制更高效化肥造福農(nóng)業(yè)等等。對(duì)于量子計(jì)算機(jī)的巨大潛力，我們的了解才剛剛開(kāi)始而已?！?/p>

該研究團(tuán)隊(duì)正將這一新技術(shù)應(yīng)用到蘇塞克斯大學(xué)實(shí)驗(yàn)室正在研發(fā)的一款強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)樣機(jī)上。

漢辛格教授補(bǔ)充道：“是時(shí)候把學(xué)術(shù)成果運(yùn)用到實(shí)際機(jī)器的構(gòu)建中了。這項(xiàng)工作在蘇塞克斯大學(xué)開(kāi)展極為合適，我的團(tuán)隊(duì)也在加班加點(diǎn)地工作，力爭(zhēng)早日將大型量子計(jì)算機(jī)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)?！?/p>