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2021-04-19 17:01 |
三個(gè)量子節(jié)點(diǎn)支起量子互聯(lián)網(wǎng)新架構(gòu)
來(lái)自荷蘭量子計(jì)算公司QuTech的研究人員成功實(shí)現(xiàn)將3個(gè)量子設(shè)備連接在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中。此外,他們還實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵量子網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的原理證明演示。該發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著邁向未來(lái)量子互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要里程碑。相關(guān)研究成果于當(dāng)?shù)貢r(shí)間15日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。 7"8hC
ss5m/i7 量子糾纏為量子計(jì)算機(jī)提供了巨大的計(jì)算能力,是未來(lái)量子互聯(lián)網(wǎng)上共享量子信息的基礎(chǔ)資源。過(guò)去10年,通過(guò)將共享直接物理鏈路的兩個(gè)量子設(shè)備連接在一起,科學(xué)家邁出量子互聯(lián)網(wǎng)的第一步。然而,能夠通過(guò)中間節(jié)點(diǎn)(類似于路由器)傳遞量子信息對(duì)于創(chuàng)建可擴(kuò)展的量子網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要。此外,許多量子互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用依賴于在多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間分布的糾纏量子比特。 msVOH%wH B/`
!K 基本的量子網(wǎng)絡(luò)由3個(gè)量子節(jié)點(diǎn)組成,它們?cè)谕唤ㄖ飪?nèi)相距一定距離。為了使這些節(jié)點(diǎn)能夠作為一個(gè)真正的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行,研究人員必須發(fā)明一種新的架構(gòu),使其能夠擴(kuò)展到單個(gè)鏈路之外。此次,研究人員率先通過(guò)中間節(jié)點(diǎn)連接了兩個(gè)量子設(shè)備,并在多個(gè)獨(dú)立量子設(shè)備之間建立了共享糾纏。 e^ v.) ?s:d[To6 在該研究中,中間節(jié)點(diǎn)(稱為“鮑勃”)與兩個(gè)外部節(jié)點(diǎn)(稱為“愛(ài)麗絲”和“查理”)均有物理連接,可與這些節(jié)點(diǎn)中的每一個(gè)建立糾纏鏈路!磅U勃”配備了一個(gè)可用作存儲(chǔ)器的額外量子比特,從而可在建立新鏈接時(shí)存儲(chǔ)先前生成的量子鏈接。在建立量子鏈接“愛(ài)麗絲”—“鮑勃”和“鮑勃”—“查理”之后,“鮑勃”處的一組量子操作將這些鏈接轉(zhuǎn)換為“愛(ài)麗絲”—“查理”量子鏈接;蛘,通過(guò)在“鮑勃”處執(zhí)行一組不同的量子操作,可以在所有3個(gè)節(jié)點(diǎn)之間建立糾纏。 d6W SL;$ 8P=o4lO+
[attachment=106860] /%Nr?V 該網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要特征是它通過(guò)“標(biāo)志”信號(hào)宣布成功完成了這些協(xié)議。這對(duì)可擴(kuò)展性至關(guān)重要,因?yàn)樵谖磥?lái)的量子互聯(lián)網(wǎng)中,許多這樣的協(xié)議都需要串聯(lián)起來(lái)。研究人員索菲·赫爾曼斯說(shuō),一旦建立鏈接,我們就能夠保存由此產(chǎn)生的糾纏態(tài),保護(hù)它們免受噪音干擾!斑@意味著,原則上,我們可以將這些狀態(tài)用于量子密鑰分發(fā)、量子計(jì)算或任何其他后續(xù)的量子協(xié)議。” .l@xsJn A'2w>8 這是第一個(gè)基于糾纏的量子網(wǎng)絡(luò),為研究人員開(kāi)發(fā)和測(cè)試量子互聯(lián)網(wǎng)硬件、軟件和協(xié)議提供了一個(gè)獨(dú)特的試驗(yàn)臺(tái)。研究人員表示,未來(lái)的量子互聯(lián)網(wǎng)將由無(wú)數(shù)量子設(shè)備和中間節(jié)點(diǎn)組成。 R58-wUto
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