陳根：非相鄰節點，實現量子比特隱形傳態_風聞

文|陳根

提到“瞬間傳輸”，很多人腦子裏都會浮現起《星際迷航》。該電影能夠讓人（和其他東西）非物質化，並將其以粒子形式傳送到另一個地點，然後在那裏將他們完整地重組起來。雖然目前的科技離瞬間傳輸人類還有一定距離，但是科學家們創造了一套“量子隱形傳態”的數據傳輸方法。

這種被稱為“量子隱形傳態”（quantum teleportation）的技術，**是在不改變一個粒子（如一個光子）位置的情況下，把其上面的特定信息在另一個粒子上重建起來，中間無需具體的傳送物質，**就像是魔術裏面的“大變活人”。

這種隱形傳態需要通過量子糾纏來實現——兩個粒子糾纏在一起，進行遠距離“交流”。而無論兩個粒子之間的距離有多遠，改變其中一個粒子的性質，另一個粒子也會立即發生改變。從而，信息在它們之間發生了傳遞。

在新研究中，荷蘭代爾夫特理工大學的研究團隊利用量子的糾纏特性，嘗試在三個節點之間傳送數據（此前只能在兩點之間），實現了不通過導電銅纜或光纖等介質的情況下傳輸數據。

該研究團隊一共開發了三套這樣的系統，分別命名為 Alice、Bob 和 Charlie。實驗中，他們先向 Alice 和 Bob 發送了單個光子（光粒子）以“糾纏”屬於它們的兩個都被賦予了相同自旋的電子。

隨後，科學家們將電子狀態轉移到 Bob 合成鑽石內的碳核中，通過釋放 Bob 的電子實現與 Charlie 的糾纏，這樣就能夠得到 Alice、Bob 和 Charlie 兩兩糾纏到一起，從而解決無法在兩個非相鄰節點間實現量子數據的傳態難題。

**值得一提的是，科學家們使用了氮空位系統（Nitrogen Vacancy System），以通過合成鑽石中的一個很小空間來捕獲電子。**雖然該實驗的量子比特傳態僅在約 60 英尺的距離內開展，但科學家們希望未來可以拓展到數英里的範圍，構建出一套高度安全、可靠的新型量子系統。

目前，該研究發表在《自然》雜誌上。未來，在安全通信、量子計算、下一代互聯網開發方面，其具有重要價值。