量子隐形传态通过普通光缆成功传输开启量子通信新纪元

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2024-12-26 08:19:22 同花顺金融网

美国西北大学的工程师首次成功通过已经承载互联网流量的光纤电缆实现了量子瞬间传输。这一成就标志着量子通信与现有互联网基础设施结合的新可能性，将简化量子计算或先进传感技术的基础设施建设。

量子隐形传态通过普通光缆成功传输

研究领导者普雷姆·库马尔教授表示，这项研究展示了量子和经典网络共享统一光纤基础设施的路径，为量子通信的发展铺平了道路。

量子瞬间传输是一种超高速且安全的信息共享方式，其原理基于量子纠缠。当两个粒子发生纠缠时，无论距离多远，它们始终处于一种关联状态。信息传递不依赖于粒子本身的移动，而是通过纠缠粒子之间的信息交换来实现。在光通信中，传统信号由大量光子组成，而量子通信仅使用单个光子。

库马尔实验室的博士候选人乔丹·托马斯解释说，通过对两个光子进行破坏性测量——一个携带量子态，另一个与它纠缠——量子态会被转移到远处的光子上。光子本身不需要传输，但其状态可以被转移到远距离的光子上。这种方法使得信息可以在不实际传送的情况下远距离传递。

此前许多科学家怀疑量子瞬间传输是否能在承载经典通信的电缆中实现，因为纠缠光子可能会受到其他大量光子的干扰。库马尔团队找到了一种方法，使这些微弱的光子避开繁忙的流量。他们仔细研究了光在光纤中的散射现象，选择了一个合适的波长来传输光子，并加入了特殊的滤波器以减少互联网流量带来的噪音。库马尔表示，借助这种方法，量子通信可以在不受经典信道干扰的情况下进行。

实验中，库马尔和团队在一条30公里长的光纤中放置了两个光子，并同时传输了量子信息和高速互联网流量。最终，实验人员验证了接收端的量子信息质量，并执行了量子瞬间传输协议。结果显示，即便互联网流量繁忙，量子信息依然成功传输。托马斯指出，虽然许多团队已经研究过量子和经典通信的共存问题，但这是首个在这种新场景下成功实现量子瞬间传输的研究。这种无需直接传输的方式为更先进的量子应用打开了大门，未来也无需专用的光纤。

(责任编辑：于浩淙 zx0176)

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