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美国媒体:第一个多节点量子网络诞生
  • 2021-04-19 14:20

原标题:美国媒体:第一个多节点量子网络的诞生来源:参考新闻网

据美国《科学日报》网站4月15日发表的一篇报道,荷兰量子技术研究中心的一个研究团队声称,他们已经实现了第一个多节点量子网络,将三个量子处理器连接在一起。此外,他们还从原理演示的角度演示了关键的量子网络协议。他们的发现标志着人类在未来量子互联网道路上的一个重要里程碑。全文摘录如下:

研究结果已经发表在《美国科学周刊》上。

互联网的力量在于,它使地球上的任何两台计算机都可以相互连接,从而使几十年前互联网诞生时无法想象的各种应用成为现实。如今,世界各地许多实验室的研究人员正在努力开发第一版量子互联网——一种可以远距离连接任意两个量子设备(如量子计算机或传感器)的网络。

量子互联网的第一步是在过去十年中迈出的,即连接两个共享直接物理连接的量子设备。然而,为了创建可扩展的量子网络,能够通过中间节点(类似于经典互联网中的路由器)传输量子信息是非常重要的。此外,许多有前途的量子互联网应用依赖于分布在多个节点上的纠缠量子比特。量子纠缠是在量子水平上观察到的现象。从根本上说,它把粒子(不论距离)连接在一起。这一现象赋予量子计算机强大的计算能力,是未来量子互联网上共享量子信息的基础资源。

初级量子网络由三个量子节点组成,三个量子节点位于同一栋建筑中,相互之间有一定的距离。中间节点(称为Bob)和两个外部节点(分别称为Alice和Charlie)之间存在物理连接,这为每个节点之间建立纠缠连接创造了条件。Bob配备了一个额外的量子位,可以作为内存使用,这样在建立新的连接时,之前生成的量子连接就可以存储了。在爱丽丝-鲍勃和鲍勃-查理之间建立了量子连接之后,鲍勃的一系列量子操作将这些连接转换成了爱丽丝-查理量子连接。另一种选择是在Bob处执行另一组量子操作,实现所有三个节点之间的量子纠缠。

第一个基于纠缠的量子网络为研究人员开发和测试量子互联网的硬件、软件和协议提供了一个独特的测试平台。研究团队负责人罗纳德·汉森(Ronald Hanson)表示:“未来的量子互联网将由众多量子设备和中间节点组成。量子技术研究中心的同事已经在研究未来(网络)与现有数据基础设施的兼容性。”

研究人员将专注于向三节点网络添加更多量子位和更高级别的软件和硬件层。研究小组成员、博士生Matteo Pompili说:“一旦运行网络的所有高级控制和接口层都开发出来,任何人都可以在不知道激光器和低温恒温器如何工作的情况下编写和运行网络应用程序。这才是最终目的。”

荷兰量子技术研究中心的科学家正在研究他们建立的多节点量子网络的一个节点。(荷兰代尔夫特理工大学网站)


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