非相鄰節點量子隱形傳態實現

科技日報北京5月26日電 （記者張夢然）英國《自然》雜誌25日發表的一項研究演示了在一個三節點量子網絡中，兩個非相鄰節點之間的量子信息隱形傳態。這一結果是朝着量子互聯網邁出的重要一步。

量子隱形傳態能將量子信息從一個位置傳送到另一個位置，在安全通信、量子計算、下一代互聯網開發方面具有潛在應用價值。迄今報道的關於這一效應的實驗演示一直侷限於兩個相連節點之間。而非相鄰節點間的隱形傳態對於量子網絡（如量子互聯網）的構建至關重要。

荷蘭代爾夫特理工大學研究團隊此次操作的量子網絡，有3個用光纖連成一排的節點——愛麗絲、鮑勃和查理，愛麗絲和鮑勃之間以及鮑勃和查理之間有直接連接，但愛麗絲和查理之間沒有。實現隱形傳態首先要讓相鄰節點共享量子糾纏態，然後在中間節點鮑勃這裏進行量子交換，從而在愛麗絲和查理之間形成糾纏，讓量子信息能在它們之間直接隱形傳送。在保存脆弱量子信息的同時完成流程的每一步，要求對這種量子態的製備、操縱和讀取都做出改進。

研究團隊指出，研究中演示的非相鄰節點間的信息共享，或許代表了朝着構建能通過量子信息隱形傳態進行通信的量子網絡又近了一步。

不過，美國國家標準與技術研究院和韓國科學技術研究院科學家在一篇同時發表的新聞與觀點文章中寫道，實現量子網絡周圍無處不在的隱形傳態技術仍有幾步之遙。科學家總結道，後續還需對該系統的多個特徵進行改進，才能支持多次隱形傳態，以及構建大規模量子網絡。

【總編輯圈點】

甲地某一粒子的未知量子態，要在乙地的另一粒子上還原出來，正是這樣奇異的量子糾纏，為量子計算機提供了巨大的計算能力，也是未來量子互聯網上共享信息的基礎資源。現在，科學家們實現了量子網絡中遠程、非相鄰節點之間的量子隱形傳態，證明了一旦成功準備好傳送器，任意量子比特狀態，都可以以高於經典界限的保真度進行傳送。它聽起來很難理解，但卻是未來量子網絡的硬件、軟件、各種傳輸協議的主要組成部分，而當這一網絡逐漸鋪就而成時，它也會為相應的應用程序打開大門。