科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)量子信息隱形傳輸 空間跳躍或成真

蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH)科學(xué)家首次在一個(gè)類似計(jì)算機(jī)芯片的電子電路中，將信息從其一角“隱形傳輸”到了另一角。研究人員指出，這是首次在一個(gè)固體系統(tǒng)中成功實(shí)現(xiàn)了量子態(tài)信息隱形傳輸，從發(fā)送方到接收方不用傳輸信息載體，這種電路是未來構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)的重要一環(huán)。相關(guān)論文發(fā)表在最近出版的《自然》雜志上。

兩個(gè)島之間超過100公里距離的量子態(tài)信息隱形遠(yuǎn)傳

實(shí)驗(yàn)設(shè)備類似于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)芯片，并在發(fā)送方和接收方之間建立起量子糾纏。研究人員在設(shè)備一個(gè)角編制了一點(diǎn)量子信息作為發(fā)送方A，信息從這個(gè)角到它的對(duì)角B實(shí)現(xiàn)了“隱形傳輸”，空間距離約6毫米。“量子隱形傳輸可以和科幻電影《星際迷航》中的光束傳輸相媲美。”該研究負(fù)責(zé)人、蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院物理系教授安德里亞·沃拉夫說，“信息不會(huì)從A點(diǎn)旅行到B點(diǎn)，而是在A點(diǎn)消失，在B點(diǎn)出現(xiàn)，此時(shí)我們?cè)贐點(diǎn)讀取出來。”

一年前，奧地利科學(xué)家實(shí)現(xiàn)了在兩個(gè)島之間超過100公里距離的量子態(tài)信息隱形遠(yuǎn)傳。與該實(shí)驗(yàn)相比，6毫米距離好像是太短了。研究人員解釋稱，以往實(shí)驗(yàn)是在一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)中用可見光進(jìn)行的量子隱形傳輸，而此次實(shí)驗(yàn)是在一個(gè)由超導(dǎo)電路構(gòu)成的固體系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的。

這個(gè)超導(dǎo)電路系統(tǒng)還有一個(gè)優(yōu)勢(shì)，就是速度極快，每秒大約能遠(yuǎn)傳1萬個(gè)量子比特，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過以往的大多數(shù)隱形傳輸系統(tǒng)。“隱形傳輸是量子信息處理領(lǐng)域的一項(xiàng)重要未來技術(shù)，”沃拉夫說，量子比特可以存儲(chǔ)更多信息，效率也更高，而這種電路是未來構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)的重要因素。

下一步，研究人員打算增加從發(fā)送方到接收方之間的距離，還將實(shí)驗(yàn)從一個(gè)芯片到另一個(gè)芯片之間的隱形傳輸。長(zhǎng)期目標(biāo)則是探索用電子電路實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程量子通訊，并使之能與當(dāng)前的光學(xué)系統(tǒng)相媲美。

有觀點(diǎn)認(rèn)為，無論是在光學(xué)系統(tǒng)中，還是在固體系統(tǒng)中，量子隱形傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)都讓人振奮。雖說6毫米的距離比起100多公里確實(shí)短了不少，但刷新傳輸距離紀(jì)錄只是時(shí)間問題，說不定固體系統(tǒng)中隱形傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)會(huì)促成量子網(wǎng)絡(luò)的誕生。而通過量子網(wǎng)絡(luò)建立起一套無法被破譯的安全密鑰系統(tǒng)，必將受到各國政府的熱烈歡迎。近來被炒得沸沸揚(yáng)揚(yáng)的“棱鏡門”事件或許不會(huì)再有，而在科幻電影中常會(huì)出現(xiàn)的“時(shí)空穿越”，卻會(huì)變得司空見慣。