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《星际迷航》不是梦!激光脉冲量子远距传输实现

文章来源:新浪科技 作者:【未知】 点击:次 时间:2016/11/3 11:27:51

  在《星际迷航》系列影片中,“企业号”飞船上的成员们可以在转瞬之间从星球上转移到飞船上,长距离移动看起来似乎轻而易举。虽然这些能力显然是虚构出来的,但研究人员近日利用“量子远距传输”技术,成功在相隔几英里的两处城市光纤网络之间实现了激光脉冲的传输。

  虽然该研究中使用的方法并不会将地铁或公交取而代之,但它将帮助我们建设黑客无法入侵的电子通讯网络,即所谓的“量子网络”。强大的量子计算机可以通过该网络,与其它计算机取得联系。

  把一件物体从宇宙中的一处瞬间转移到另一处、不需要让它在空间中发生移动,这听上去就像是科幻小说中的情节,但从1998年至今,量子物理学家一直在开展这方面的实验。目前的量子远距传输最远距离记录是在2012年创下的,约为143公里,位于加纳利群岛的两座岛屿之间。

  诡异的举动

  量子远距传输依托量子物理的古怪性质进行。量子物理认为,宇宙的基本组成部分、如亚原子粒子等,从本质上来说,可以同时存在于两个、甚至两个以上不同的地方。说得更具体一些,量子远距传输的基础是一种名叫“量子纠缠”的奇特现象:无论两个物体相隔多远,彼此之间都存在着相互联系,并且可以立即对彼此产生影响。

  目前,研究人员还无法实现物质(如人类)的瞬间传输,但他们可以利用量子远距传输技术来传递信息。例如,要想对一个电子进行远距传输,就先要让它和另一个电子构成量子纠缠关系。然后其中一个电子(即用来传输的电子)留在原地不动,另一个电子则将以实体形式、被传输到任何指定的目的地去。

  接下来,人们将对用来传输的电子的基本信息、或者“量子态”进行分析,同时破坏该电子的量子态。最后,这些信息将被发往电子传输的目的地,用在另一个电子身上,从而重新创造出第一个电子,并且与原来的没有任何区别。这样一来,原来的电子就实现了远距离移动。(不过,由于这些数据是通过光脉冲或电子等常规信号传输的,因此量子远距传输的速度不可能超过光速。)

  有两支研究团队各自独立地报告称,自己在相距几英里的两处光纤网络之间实现了量子远距传输技术。这两支团队分别来自中国合肥和加拿大阿尔伯塔省卡尔加里。

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